优先级队列的用法，c++

优先级队列是C++标准库中的一个容器适配器，它允许用户以特定的优先级顺序从队列中取出元素。在优先级队列中，每个元素都有一个与之关联的“优先级”，并且队列的头部元素总是最高优先级的元素。

在C++中，优先级队列默认是最大堆，即队列顶部的元素是具有最高值的元素。这意味着如果你使用整数作为元素类型，那么最大的整数会首先被取出来。如果你想要最小值优先，你可以使用`std::greater<T>`作为比较函数对象。

优先级队列的定义和使用如下：

1. 定义优先级队列：

#include <queue>

// 默认优先级队列，使用int类型，最大堆
std::priority_queue<int> q;

// 使用自定义比较函数，比如最小值优先
std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> q_min;

2. 向优先级队列中添加元素：

// 添加元素到队列
q.push(5);
q.push(1);
q.push(10);

3. 从优先级队列中取出元素：

// 取出优先级最高的元素
int highest_priority = q.top(); // 返回10

// 弹出队列顶部元素
q.pop();

使用优先级队列时需要注意的是，只有顶部元素可以被查看或取出。因此，`front()`方法在优先级队列中不可用，因为没有队列的前端概念，只有最高优先级的概念。

优先级队列通常用于实现调度系统、图的最短路径搜索中的优先队列等场景。

相关问题

详细解读 c++优先级队列 的原理 构造 用法

C 优先级队列是一种数据结构，它可以按照元素的优先级进行排序和访问。它的原理是通过使用堆来实现，堆是一种完全二叉树，它满足父节点的值总是大于或等于子节点的值（最大堆），或者父节点的值总是小于或等于子节点的值（最小堆）。

在 C 语言中，可以使用标准库中的 heap 实现优先级队列。构造一个优先级队列需要定义一个比较函数，用于比较元素的优先级。在使用优先级队列时，可以使用函数如 push、pop、top 等来实现元素的插入、删除和访问。

例如，以下是一个使用 C 优先级队列实现最小堆的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>

#define MAX_SIZE 100

typedef struct {
    int value;
    int priority;
} Node;

typedef struct {
    Node heap[MAX_SIZE];
    int size;
} PriorityQueue;

void swap(Node *a, Node *b) {
    Node temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

void push(PriorityQueue *q, Node node) {
    if (q->size >= MAX_SIZE) {
        printf("Priority queue is full.\n");
        return;
    }
    q->heap[q->size++] = node;
    int i = q->size - 1;
    while (i > 0 && q->heap[i].priority < q->heap[(i - 1) / 2].priority) {
        swap(&q->heap[i], &q->heap[(i - 1) / 2]);
        i = (i - 1) / 2;
    }
}

Node pop(PriorityQueue *q) {
    if (q->size == 0) {
        printf("Priority queue is empty.\n");
        return (Node) {0, INT_MAX};
    }
    Node node = q->heap[0];
    q->heap[0] = q->heap[--q->size];
    int i = 0;
    while (i * 2 + 1 < q->size) {
        int j = i * 2 + 1;
        if (j + 1 < q->size && q->heap[j + 1].priority < q->heap[j].priority) {
            j++;
        }
        if (q->heap[i].priority <= q->heap[j].priority) {
            break;
        }
        swap(&q->heap[i], &q->heap[j]);
        i = j;
    }
    return node;
}

Node top(PriorityQueue *q) {
    if (q->size == 0) {
        printf("Priority queue is empty.\n");
        return (Node) {0, INT_MAX};
    }
    return q->heap[0];
}

int main() {
    PriorityQueue q = {0};
    push(&q, (Node) {1, 3});
    push(&q, (Node) {2, 2});
    push(&q, (Node) {3, 1});
    printf("%d\n", top(&q).value); // 3
    printf("%d\n", pop(&q).value); // 3
    printf("%d\n", top(&q).value); // 1
    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个 Node 结构体，包含一个值和一个优先级。我们使用一个 PriorityQueue 结构体来表示优先级队列，其中 heap 数组用于存储元素，size 表示队列的大小。我们实现了 push、pop、top 等函数来实现元素的插入、删除和访问。在 push 函数中，我们使用了最小堆的原理来维护元素的优先级。在 pop 函数中，我们使用了堆的原理来删除队列中的元素，并返回优先级最高的元素。在 top 函数中，我们返回队列中优先级最高的元素，但不删除它。

总之，C 优先级队列是一种非常有用的数据结构，可以用于许多应用程序，例如任务调度、事件处理等。

优先队列的用法c++

优先队列是一种特殊的队列数据结构，其中每个元素都有一个相关的优先级。在优先队列中，元素按照优先级的顺序被移出。具有最高优先级的元素最先被移出。

在C语言中，可以使用标准库中的堆来实现优先队列。下面是一个示例代码，演示了优先队列的基本用法：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    int priority;
    int data;
} Node;

typedef struct {
    Node *nodes;
    int size;
    int capacity;
} PriorityQueue;

PriorityQueue* createPriorityQueue(int capacity) {
    PriorityQueue *queue = (PriorityQueue*)malloc(sizeof(PriorityQueue));
    queue->nodes = (Node*)malloc(capacity * sizeof(Node));
    queue->size = 0;
    queue->capacity = capacity;
    return queue;
}

void enqueue(PriorityQueue *queue, int priority, int data) {
    if (queue->size == queue->capacity) {
        printf("Priority queue is full.\n");
        return;
    }

    Node newNode = { priority, data };
    int i = queue->size;

    // 找到新元素应该插入的位置
    while (i > 0 && queue->nodes[(i - 1) / 2].priority < newNode.priority) {
        queue->nodes[i] = queue->nodes[(i - 1) / 2];
        i = (i - 1) / 2;
    }

    queue->nodes[i] = newNode;
    queue->size++;
}

Node dequeue(PriorityQueue *queue) {
    if (queue->size == 0) {
        printf("Priority queue is empty.\n");
        Node emptyNode = { 0, 0 };
        return emptyNode;
    }

    Node root = queue->nodes[0];
    Node lastNode = queue->nodes[queue->size - 1];
    queue->size--;

    int i = 0;
    int child = 1;

    // 找到下一个根节点
    while (child < queue->size) {
        // 找到较大的子节点
        if (child + 1 < queue->size && queue->nodes[child + 1].priority > queue->nodes[child].priority) {
            child++;
        }

        if (lastNode.priority >= queue->nodes[child].priority) {
            break;
        }

        // 将子节点移动到根节点
        queue->nodes[i] = queue->nodes[child];
        i = child;
        child = 2 * child + 1;
    }

    queue->nodes[i] = lastNode;
    return root;
}

int main() {
    PriorityQueue *queue = createPriorityQueue(10);

    enqueue(queue, 3, 30);
    enqueue(queue, 1, 10);
    enqueue(queue, 2, 20);

    Node node1 = dequeue(queue);
    printf("Priority: %d, Data: %d\n", node1.priority, node1.data);

    Node node2 = dequeue(queue);
    printf("Priority: %d, Data: %d\n", node2.priority, node2.data);

    Node node3 = dequeue(queue);
    printf("Priority: %d, Data: %d\n", node3.priority, node3.data);

    return 0;
}

该示例代码使用堆实现了优先队列，具体的操作包括创建优先队列、入队操作（enqueue）、出队操作（dequeue）。在示例中，元素的优先级通过整数值表示，数值越大表示优先级越高。你可以根据自己的需要修改数据结构和操作函数来适应不同的场景。