优先队列priority_queue的使用

　　优先队列是队列的一种，不过它可以按照自定义的一种方式（数据的优先级）来对队列中的数据进行动态的排序。

　　每次的push和pop操作，队列都会动态的调整，以达到我们预期的方式来存储。例如：我们常用的操作就是对数据排序，优先队列默认的是数据大的优先级高。所以我们无论按照什么顺序push一堆数，最终在队列里总是top出最大的元素。

　　使用优先队列需要包含STL头文件<queue>。

　　

以一个例子来解释吧：
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/*优先队列的基本使用    2010/7/24    dooder*/  
#include<stdio.h>  
#include<functional>  
#include<queue>  
#include<vector>  
using namespace std;  
//定义结构，使用运算符重载,自定义优先级1  
struct cmp1{  
    bool operator ()(int &a,int &b){  
        return a>b;//最小值优先  
    }  
};  
struct cmp2{  
    bool operator ()(int &a,int &b){  
        return a<b;//最大值优先  
    }  
};  
//定义结构，使用运算符重载,自定义优先级2  
struct number1{  
    int x;  
    bool operator < (const number1 &a) const {  
        return x>a.x;//最小值优先  
    }  
};  
struct number2{  
    int x;  
    bool operator < (const number2 &a) const {  
        return x<a.x;//最大值优先  
    }  
};  
int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};  
number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};  
number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};  
  
int main()  
{   priority_queue<int>que;//采用默认优先级构造队列  
  
    priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值优先  
    priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值优先  
  
    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”会被认为错误，  
                                                      //这是右移运算符，所以这里用空格号隔开  
    priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值优先  
  
    priority_queue<number1>que5;  
    priority_queue<number2>que6;  
  
    int i;  
    for(i=0;a[i];i++){  
        que.push(a[i]);  
        que1.push(a[i]);  
        que2.push(a[i]);  
        que3.push(a[i]);  
        que4.push(a[i]);  
    }  
    for(i=0;num1[i].x;i++)  
        que5.push(num1[i]);  
    for(i=0;num2[i].x;i++)  
        que6.push(num2[i]);  
  
  
    printf("采用默认优先关系:
(priority_queue<int>que;)
");  
    printf("Queue 0:
");  
    while(!que.empty()){  
        printf("%3d",que.top());  
        que.pop();  
    }  
    puts("");  
    puts("");  
  
    printf("采用结构体自定义优先级方式一:
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)
");  
    printf("Queue 1:
");  
    while(!que1.empty()){  
        printf("%3d",que1.top());  
        que1.pop();  
    }  
    puts("");  
    printf("Queue 2:
");  
    while(!que2.empty()){  
        printf("%3d",que2.top());  
        que2.pop();  
    }  
    puts("");  
    puts("");  
    printf("采用头文件"functional"内定义优先级:
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)
");  
    printf("Queue 3:
");  
    while(!que3.empty()){  
        printf("%3d",que3.top());  
        que3.pop();  
    }  
    puts("");  
    printf("Queue 4:
");  
    while(!que4.empty()){  
        printf("%3d",que4.top());  
        que4.pop();  
    }  
    puts("");  
    puts("");  
    printf("采用结构体自定义优先级方式二:
(priority_queue<number>que)
");  
    printf("Queue 5:
");  
    while(!que5.empty()){  
        printf("%3d",que5.top());  
        que5.pop();  
    }  
    puts("");  
    printf("Queue 6:
");  
    while(!que6.empty()){  
        printf("%3d",que6.top());  
        que6.pop();  
    }  
    puts("");  
    return 0;  
}  
/* 
运行结果 ： 
采用默认优先关系: 
(priority_queue<int>que;) 
Queue 0: 
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
 
采用结构体自定义优先级方式一: 
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;) 
Queue 1: 
  3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 
Queue 2: 
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
 
采用头文件"functional"内定义优先级: 
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;) 
Queue 3: 
  3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 
Queue 4: 
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
 
采用结构体自定义优先级方式二: 
(priority_queue<number>que) 
Queue 5: 
  3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 
Queue 6: 
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
*/  
运行结果：
采用默认优先关系:
(priority_queue<int>que;)
Queue 0:
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3
采用结构体自定义优先级方式一:
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)
Queue 1:
  3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 2:
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3
采用头文件"functional"内定义优先级:
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)
Queue 3:
  3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 4:
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3
采用结构体自定义优先级方式二:
(priority_queue<number>que)
Queue 5:
  3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 6:
 91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

优先队列的默认优先级是按照从小到大的顺序排列的。
优先队列在解决很多问题的时候很方便，最常用的一个是用来对数组进行排序，这个就不讲了，除此之外，比较常见的一个用法是可以用来做哈夫曼数。
比如一道这样的题：

题意：给出一行字符串，求出其原编码需要的编码长度和哈夫曼编码所需的长度，并求其比值
分析：根据哈夫曼生成树的生成过程可知，其生成树的权值是固定的而且这个值是最小的，而且其值根据生成树的顺序，我们可以找出规律而
不需要真的去生成一棵树然后再求出权值，其模拟过程为取出队列中权值最小的两个元素，将其值加入结果中，然后将这两个元素的权值求和
即得出其父节点的权值，将生成元素作为结点入队~~如此循环，直至取出队列中最后两个元素加入结果，实现代码如下：
view plaincopy to clipboardprint?
/*HDU 1053  采用广搜求哈夫曼生成树的权值 0ms   dooder*/  
#include<stdio.h>  
#include<string.h>  
#include<ctype.h>  
#include<functional>  
#include<queue>  
using namespace std;  
#define M 1000050  
char str[M];  
int list[27];  
  
priority_queue< int,vector<int>,greater<int> >que;  
  
int main()  
{  
    int ans,sum;  
    int i,a,b,c;  
    while(scanf("%s",str),strcmp(str,"END")){  
        memset(list,0,sizeof(list));  
        for(i=0;str[i];i++){  
            if(isalpha(str[i]))  
                list[str[i]-'A']++;  
            else  
                list[26]++;  
        }  
        sum=i*8;ans=i;c=0;  
        for(i=0;i<27;i++){  
            if(list[i]){  
                que.push(list[i]);  
                c++;  
            }  
        }         
        if(c>1){ans=0;//注意只有一种字符的情况  
            while(que.size()!=1){  
                a=que.top();  
                que.pop();  
                b=que.top();  
                que.pop();  
                ans+=a+b;  　　　　　　　　//核心代码
                que.push(a+b);  
            }  
            while(!que.empty())//使用后清空队列  
                que.pop();  
        }  
        printf("%d %d %.1f
",sum,ans,1.0*sum/ans);  
    }  
    return 0;  
}  

其次，还有以下几种用途：

　　1.一些任务调度算法

            比如操作系统的线程的调度算法，有的是按照优先级来调度的，每次都执行优先级较高的线程

     2.合并n个文件为1个有序文件

            首先把n个有序文件的第一个元素取出来，放到优先队列里面，然后取最小值，然后再插入元素导优先队列，取最小值。 

     3、由于优先队列内部是由堆实现的，所以适用于堆的都适用于优先队列

          比如排序，找中位数，找最大的k个数