如何将 priority_queue 与类实例的非静态比较方法一起使用？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何将 priority_queue 与类实例的非静态比较方法一起使用？

【英文标题】：How to use priority_queue with a non-static compare method of class instance?

【发布时间】：2018-12-13 17:17:09

【问题描述】：

假设我有一个像这样的简单类：

class Test 
public:
  Test(int reference)  m_reference = reference; 
  void feed(int x)  m_data.push_back(x); 
  int get()  return m_data.front(); 
private:
  int m_reference;
  std::vector<int> m_data;
;

我想将值输入std::priority_queue，而不是std::vector。我不想返回 .front() 值，而是想基于自定义比较函数 .get() .top() 的 priority_queue 值。假设这个自定义比较被计算为一个值和实例reference之间的绝对差。

我不知道如何在我的类属性中声明std::priority_queue。

我试过了：

bool compare(int a, int b) 
    return std::abs(a - m_reference) < std::abs(b - m_reference);

然后：

std::priority_queue<int, std::vector<int>, decltype(&Test::compare)> m_priority;

我也尝试过像这样使用std::function，但这会引发多个错误：

std::function<bool(int a, int b)>> pq([this](int a, int b)
   return std::abs(a - m_reference) < std::abs(b - m_reference);
);

但这不起作用（请参阅Repl.it）。

你知道如何解决这个问题吗？

【问题讨论】：

@MatthieuBrucher 如果我添加static，尽管reference 属性是非静态的，这仍然有效吗？

如何使用 lambda 并捕获要用于比较的实例？

@πάνταῥεῖ 我试过但无法捕获[this]（因为我需要它用于m_reference 属性）。但是我对 lambda 函数没有太多经验，也许有一个解决方法。

@Delgan 你能在你的问题中展示你对 lambda 的尝试吗？也许我们可以解决你的问题。一般应该可以捕获this.

@πάνταῥεῖ priority_queue 声明使用 lambda 存在问题

【参考方案1】：

我设法通过使用：

std::function<bool(int,int)> comp = [this](int a, int b)  return std::abs(a - m_reference) < std::abs(b - m_reference); ;

与

Test(int reference) : m_priority(comp)  m_reference = reference; 

和

std::priority_queue<int, std::vector<int>, decltype(comp)> m_priority;

您还需要#include <functional>

如果我正确理解您的问题，这就是您想要的吗？

如果您不希望出现任何性能缺陷，您也可以将比较器设为 struct 或其他东西，并使用它来代替 std::function。

更新：

带有结构的版本看起来像这样（你可以传递一个this 指针而不是引用int 或者你喜欢它）：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cmath>

class Test 
public:
    Test(int reference) : m_priority(comp(m_reference))  m_reference = reference; 
    void feed(int x)  m_data.push_back(x); 
    int get()  return m_priority.top(); 

    struct comp 
        int& reference;
        comp(int& ref) : reference(ref) 
        bool operator()(int a, int b)  return std::abs(a - reference) < std::abs(b - reference); ;
    ;

private:
    int m_reference;
    std::vector<int> m_data;
    std::priority_queue<int, std::vector<int>, comp> m_priority;
;

【讨论】：

好吧，看来使用struct 的解决方案可能是最好的解决方案。感谢您的回答！

【参考方案2】：

如果您可以使用 std::function（它可能会有轻微的开销），它会起作用，但您尝试将 lambda 提交到类型声明中：

std::priority_queue<
        int,
        std::vector<int>,
        std::function<bool(int,int)> comp = [this](int a, int b)  return std::abs(a - m_reference) < std::abs(b - m_reference); > m_priority;

这行不通。您需要使用std::function 作为类型：

std::priority_queue<
        int,
        std::vector<int>,
        std::function<bool(int,int)>> m_priority;

然后将 lambda 作为参数提交到m_priority ctor：

Test(int reference) :
    m_reference( reference ),
    m_priority( [ref=reference]( int a, int b ) 
        return std::abs( a - ref ) < std::abs( b - ref ); 
     )
 
 

然后它会工作。 Live example

【参考方案3】：

如果您要更改 m_reference 的值，则需要重新排序 std::priority_queue。下面是一种（可能）笨拙的方法，如果经常这样做和/或队列很大，这将非常昂贵，但它可以完成工作。该代码旨在作为@Slavas 答案的附加组件。

public:
    void set_reference(int x) 
        m_reference = x;
        sort();
    
private:
    void sort() 
        std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::function<bool(int,int)>> tmp(
            [this](int a, int b)  return std::abs(a - m_reference) < std::abs(b - m_reference); 
        );
        while(m_priority.size()) 
            tmp.emplace(std::move(m_priority.top()));
            m_priority.pop();
        
        std::swap(tmp, m_priority);