C++STL：优先级队列的原理，接口及使用

C++标准模板库（Standard Template Library, STL）中的`priority_queue`是一个容器适配器，它实现了堆数据结构，主要用于存储具有优先级的元素。堆是一种特殊的树形数据结构，其中每个父节点的值都小于或大于其子节点的值，这使得最小（或最大）元素总是位于根节点。

**原理：**
`priority_queue`基于二叉堆（大顶堆或小顶堆，取决于底层存储类型），大顶堆的特点是父节点的值总是大于或等于子节点的值。当你从堆中删除顶部元素时，剩下的元素会自动调整为堆的性质，以便保持最小值（对于大顶堆）或最大值。

**接口：**
`priority_queue`的核心操作包括：

1. **构造函数：**`priority_queue`有两个主要版本：
- `priority_queue()`：默认使用`greater<T>`比较器，提供升序排列。
- `priority_queue(initializer_list<T>)` 或 `priority_queue(vector<T>)`：接受一个已排序的序列创建堆。
- `priority_queue(T*, size_t, Compare)`：接受指针、大小以及自定义比较器。

2. **插入/修改：**`push(element)`, `emplace(element)` 添加新的元素。
3. **删除/获取顶部元素：**`top() -> T &` 返回并移除最高优先级元素。
- 如果不需要移除，可以使用`peek()` 不改变堆。
4. **减少优先级：**`pop()` 移除并返回当前最高的元素。
5. **调整大小：**`size()` 返回元素数量，`empty()` 检查是否为空。

**使用示例：**

#include <queue>
#include <iostream>

int main() {
    std::priority_queue<int> pq; // 默认的大顶堆
    pq.push(3);
    pq.push(1);
    pq.push(7);

    while (!pq.empty()) {
        std::cout << "Top element: " << pq.top() << '\n';
        pq.pop(); // 最高优先级元素会被弹出
    }

    return 0;
}

在这个例子中，`3`、`1` 和 `7` 先后被添加到`priority_queue`，输出将是先打印`1`，然后是`3`，因为它们有更高的优先级。