c++priority_queue

时间: 2023-08-26 19:09:13 浏览: 145

c++优先队列(priority_queue)用法详解

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C++中的优先队列（priority_queue）是一种特殊的数据结构，它按照优先级顺序处理元素，而不是简单的先进先出（FIFO）原则。在优先队列中，元素的优先级决定了它们被访问的顺序，通常最高优先级的元素会被最先处理。这种数据结构广泛应用于需要快速获取最重要或最紧急元素的场景，例如任务调度、事件驱动编程和某些算法中。要使用C++的优先队列，首先需要包含`<queue>`头文件。与标准队列不同的是，优先队列允许我们自定义元素的优先级，以便根据特定需求定制出队顺序。它的实现基于堆数据结构，通常是一个最大堆，即默认情况下优先级最高的元素位于堆顶。优先队列的基本操作包括： 1. `top()`：返回当前队列中优先级最高的元素，但不删除。 2. `empty()`：检查队列是否为空。 3. `size()`：返回队列中元素的数量。 4. `push(x)`：将元素`x`插入队列尾部，并调整堆结构以保持优先级顺序。 5. `emplace(args...)`：原地构造一个元素并将其插入队列，参数`args...`用于传递构造元素所需的值。 6. `pop()`：删除并返回优先级最高的元素。 7. `swap(q)`：交换当前优先队列与另一个优先队列`q`的内容。在定义优先队列时，可以指定元素类型、容器类型以及比较方式。元素类型是队列中存储的元素类型，容器类型通常为`vector`，因为它支持随机访问。比较方式可以是`less`（默认的大顶堆，元素值越小，优先级越高）或`greater`（小顶堆，元素值越大，优先级越高）。例如： ```cpp // 升序优先队列（小顶堆） priority_queue<int, vector<int>, less<int>> q; // 降序优先队列（大顶堆） priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q; ``` 以下是一个使用基本类型的优先队列示例，创建了两个队列，一个默认的大顶堆，一个自定义的小顶堆： ```cpp #include <iostream> #include <queue> int main() { priority_queue<int> a; // 大顶堆 priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> c; // 小顶堆 for (int i = 0; i < 5; ++i) { a.push(i); c.push(i); } // 输出大顶堆和小顶堆的元素 // ... 输出代码 ... } ``` 当使用自定义类型时，可能需要提供自定义的比较函数。例如，使用`pair`作为元素类型，可以通过比较`pair`的第一个元素来确定优先级，如果第一个元素相等，则比较第二个元素： ```cpp #include <iostream> #include <queue> #include <vector> int main() { priority_queue<pair<int, int>> a; a.push({1, 2}); a.push({1, 3}); a.push({2, 5}); // 输出优先级最高的元素 // ... 输出代码 ... } ``` C++的优先队列提供了一种灵活且高效的方式来处理具有优先级的元素，使得开发者可以根据具体需求定制元素的出队顺序，从而在各种场景下发挥重要作用。理解并熟练使用优先队列是掌握C++高级数据结构和算法的关键步骤。

priority_queue是C++标准库中的一个容器适配器，它提供了一种优先级队列的功能。它的使用方式与list和queue类似，都没有迭代器，不能直接遍历。[1]在使用priority_queue时，可以通过push()函数插入元素，通过top()函数获取队头元素，通过pop()函数将队头元素出队。可以使用empty()函数判断队列是否为空，使用size()函数获取队列中元素的个数。[2]priority_queue中可以存储自定义类型的元素，只需要在定义priority_queue对象时指定自定义类型即可。[2]对于存储pair类型的priority_queue，比较规则是先比较第一个元素，如果第一个元素相等，则比较第二个元素。[3]

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