必读篇！STL序列式容器priority_queue源码剖析

Posted 2023-01-11 董哥的黑板报

一、priority_queue概述

• priority_queue的使用语法见文章：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/105484330
• priority_queue是一种以权值进行排序的queue。由于其也是一个队列，因此也遵循先进先出（FIFO）的原则，其形式如下图所示：

• 特点：priority_queue会对队列中的元素根据权值进行排序（权值默认为元素的值），权值最高的在队列的头部
• 底层实现：
  • SGI STL默认用一个max-heap来实现priority_queue，而max-heap又是以vector实现的complete binary tree。因此priority_queue是默认以vector实现的
  • max-heap的源码讲解见：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/103631649
• priority_queuequeue是一种配接器（Adapter）：由于queue系以底部容器完成其所有工作，而具有这种“修改某物接口，形成另一种风貌”之性质者，称为adapter（配接器），因此 STL priority_queue往往不被归类为container（容器），而被归类为container adapter

二、priority_queue源码

template <class T, class Sequence = vector<T>,
    class Compare = less<typename Sequence::value_type> >

class priority_queue 
public:
    typedef typename Sequence::value_type value_type;
    typedef typename Sequence::size_type size_type;
    typedef typename Sequence::reference reference;
    typedef typename Sequence::const_reference const_reference;

protected:
    Sequence c; // 底层容器
    Compare comp; // 元素大小比较标准

public:
    priority_queue() : c() 
    explicit priority_queue(const Compare& x) : c(), comp(x) 

    // 以下用到的 make_heap(), push_heap(), pop_heap()都是泛型算法
    // 注意，任一个建构式都立刻于底层容器内产生一个 implicit representation heap
    template <class InputIterator>
    priority_queue(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& x)
        : c(first, last), comp(x)  make_heap(c.begin(), c.end(),comp); 
    template <class InputIterator>
    priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
        : c(first, last)  make_heap(c.begin(), c.end(), comp); 

    bool empty() const  return c.empty(); 
    size_type size() const  return c.size(); 
    const_reference top() const  return c.front(); 
    void push(const value_type& x) 
        __STL_TRY 
            // push_heap是泛型算法，先利用底层容器的 push_back() 将新元素推入末端，再重排heap
            c.push_back(x);
            push_heap(c.begin(), c.end(), comp); //push_heap是泛型算法
        
        __STL_UNWIND(c.clear());
    
    void pop() 
        __STL_TRY 
            //pop_heap 是泛型算法，从 heap 内取出一个元素。它并不是真正将元素
            //弹出，而是重排 heap，然后再以底层容器的 pop_back() 取得被弹出的元素
            pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);
            c.pop_back();
        
        __STL_UNWIND(c.clear());
    
;

三、priority_queue没有迭代器

• priority_queue的所有元素，进出都有一定的规则，只有queue顶端的元素（权值最高者），才有机会被外界取用。priority_queue 不提供遍历功能，也不提供迭代器

四、演示案例

#include <iostream>
#include <queue>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()


	int arr[6] =  4,1,7,6,2,5 ;
	std::priority_queue<int> ipq(arr, arr + 6);

	std::cout << ipq.size() << std::endl; //6
	
	//因为队列只能先进先出，所以不能够遍历队列
	for (int i = 0; i < ipq.size(); ++i)
		std::cout << ipq.top();   //7 7 7 7 7 7
	std::cout << std::endl;

	//先获取队列首部元素，然后再弹出
	while (!ipq.empty()) 
		std::cout << ipq.top()<<" "; //7 6 5 1 2 4
		ipq.pop();
	
	std::cout << std::endl;
	return 0;

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