详解C++ STL priority_queue 容器

Posted 2020-11-30 fusiwei

详解C++ STL priority_queue 容器

本篇随笔简单介绍一下(C++STL)中(priority_queue)容器的使用方法和常见的使用技巧。

priority_queue容器的概念

(priority_queue)在英文中是优先队列的意思。

队列是一种基本的数据结构。其实现的基本示意图如下所示：

而(C++STL)中的优先队列就是在这个队列的基础上，把其中的元素加以排序。其内部实现是一个二叉堆。所以优先队列其实就是把堆模板化，将所有入队的元素排成具有单调性的一队，方便我们调用。

priority_queue容器的声明

(priority_queue)容器存放在模板库：#include<queue>里，使用前需要先开这个库。

这里需要注意的是，优先队列的声明与一般(STL)模板的声明方式并不一样。事实上，我认为其是(C++STL)中最难声明的一个容器。

大根堆声明方式：

大根堆就是把大的元素放在堆顶的堆。优先队列默认实现的就是大根堆，所以大根堆的声明不需要任何花花肠子，直接按(C++STL)的声明规则声明即可。

#include<queue>
priority_queue<int> q;
priority_queue<string> q;
priority_queue<pair<int,int> > q;

(C++)中的(int,string)等类型可以直接比较大小，所以不用我们多操心，优先队列自然会帮我们实现。但是如果是我们自己定义的结构体，就需要进行重载运算符了。关于重载运算符的讲解，请参考这篇博客：

重载运算符语法讲解

小根堆声明方式

大根堆是把大的元素放堆顶，小根堆就是把小的元素放到堆顶。

实现小根堆有两种方式：

第一种是比较巧妙的，因为优先队列默认实现的是大根堆，所以我们可以把元素取反放进去，因为负数的绝对值越小越大，那么绝对值较小的元素就会被放在前面，我们在取出的时候再取个反，就瞒天过海地用大根堆实现了小根堆。

第二种：

小根堆有自己的声明方式，我们记住即可（我也说不明白道理）：

priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >q;

注意，当我们声明的时候碰到两个"<"或者">"放在一起的时候，一定要记得在中间加一个空格。这样编译器才不会把两个连在一起的符号判断成位运算的左移/右移。

priority_queue容器的使用方法

(priority_queue)容器的使用方法大致如下表所示：

用法	作用
q.top()	返回priority_queue的首元素
q.push()	向priority_queue中加入一个元素
q.size()	返回priority_queue当前的长度（大小）
q.pop()	从priority_queue末尾删除一个元素
q.empty()	返回priority_queue是否为空，1为空、0不为空

注意：priority_queue取出队首元素是使用(top)，而不是(front)，这点一定要注意！！