优先级队列,以前刷题的时候用的比较熟,现在竟然我只能记得它的关键字是priority_queue(太伤了)。在一些定义了权重的地方这个数据结构是很有用的。
先回顾队列的定义:队列(queue)维护了一组对象,进入队列的对象被放置在尾部,下一个被取出的元素则取自队列的首部。priority_queue特别之处在于,允许用户为队列中存储的元素设置优先级。这种队列不是直接将新元素放置在队列尾部,而是放在比它优先级低的元素前面。标准库默认使用<操作符来确定对象之间的优先级关系,所以如果要使用自定义对象,需要重载 < 操作符。
优先队列有两种,一种是最大优先队列;一种是最小优先队列;每次取自队列的第一个元素分别是优先级最大和优先级最小的元素。
1) 优先队列的定义
包含头文件:”queue.h”, “functional.h”
可以使用具有默认优先级的已有数据结构;也可以再定义优先队列的时候传入自定义的优先级比较对象;或者使用自定义对象(数据结构),但是必须重载好< 操作符。
2) 优先队列的常用操作
优先级队列支持的操作 |
q.empty() 如果队列为空,则返回true,否则返回false
q.size() 返回队列中元素的个数
q.pop() 删除队首元素,但不返回其值
q.top() 返回具有最高优先级的元素值,但不删除该元素
q.push(item) 在基于优先级的适当位置插入新元素
|
其中q.top()为查找操作,在最小优先队列中搜索优先权最小的元素,在最大优先队列中搜索优先权最大的元素。q.pop()为删除该元素。优先队列插入和删除元素的复杂度都是O(lgn),所以很快
另外,在优先队列中,元素可以具有相同的优先权。
下面这个C例子,包含了几乎所有常见的优先队列用法。
#include<functional>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;
//定义比较结构
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
}
};
//自定义数据结构
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,
priority_queue<
int,vector<
int>,less<
int> >que4;
////最大值优先
priority_queue<number1>que5;
//最小优先级队列
priority_queue<number2>que6;
//最大优先级队列
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:/n(priority_queue<int>que;)/n");
printf("Queue 0:/n");
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:/n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)/n");
printf("Queue 1:/n");
while(!
que1.empty()){
printf("%3d",que1.top());
que1.pop();
}
puts("");
printf("Queue 2:/n");
while(!
que2.empty()){
printf("%3d",que2.top());
que2.pop();
}
puts("");
puts("");
printf("采用头文件/"functional/
"内定义优先级:/n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)/n");
printf("Queue 3:/n");
while(!
que3.empty()){
printf("%3d",que3.top());
que3.pop();
}
puts("");
printf("Queue 4:/n");
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:/n(priority_queue<number>que)/n");
printf("Queue 5:/n");
while(!
que5.empty()){
printf("%3d",que5.top());
que5.pop();
}
puts("");
printf("Queue 6:/n");
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
*/