目录

1、priority_queue的介绍

2、priority_queue的使用

3、priority_queue的模拟实现

1、简单实现一个大堆的

2、带仿函数的

1、初识仿函数

2、priority_queue带仿函数版本

3、其他

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1、priority_queue的介绍

1、优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。

2、此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)。

3、优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出，其称为优先队列的顶部。

4、底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：

empty()：检测容器是否为空

size()：返回容器中有效元素个数

front()：返回容器中第一个元素的引用

push_back()：在容器尾部插入元素 

pop_back()：删除容器尾部元素

5、标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的priority_queue类实例化指定容器类，则使用vector。

6、需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数 make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。

2、priority_queue的使用

优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用priority_queue。

注意： 默认情况下priority_queue是大堆。

注：1、默认是大的优先级高——默认给的仿函数是less；控制小的优先级高——给一个greater仿函数，头文件在#include<functional>。

2、仿函数是一个自定义类型，是类模板。

3、sort默认是升序。

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

int main()
{
	//默认是大的优先级高——默认给的仿函数是less
	//控制小的优先级高——给一个greater仿函数，头文件在#include<functional>
	//priority_queue<int> pq;
	priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> pq;
	pq.push(1);
	pq.push(6);
	pq.push(3);
	pq.push(4);

	while (!pq.empty())
	{
		cout << pq.top() << " ";
		pq.pop();
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

3、priority_queue的模拟实现

1、简单实现一个大堆的

1、PriorityQueue.h

#pragma once
#include<iostream>
#include<vector>
#include<assert.h>
using namespace std;

namespace tutu
{
	//建大堆
	template<class T,class Container=vector<T>>
	class priority_queue
	{
		void adjust_up(size_t child)
		{
			size_t parent = (child - 1) / 2;
			while (child > 0)
			{
				if (_con[child] > _con[parent])
				{
					swap(_con[child], _con[parent]);
					child = parent;
					parent = (child - 1) / 2;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}

		void adjust_down(size_t parent)
		{
			size_t child = parent * 2 + 1;
			while (child < _con.size())
			{
				if (child+1 < _con.size()&&_con[child + 1] > _con[child])
				{
					child++;
				}
				if (_con[child] > _con[parent])
				{
					swap(_con[child], _con[parent]);
					parent = child;
					child = parent * 2 + 1;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}
	public:
		priority_queue()
		{}

		template<class InputIterator>
		priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
			:_con(first,last)
		{
			//建堆
			for (int i = (_con.size() - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
			{
				adjust_down(i);
			}
		}

		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
			adjust_up(_con.size() - 1);
		}

		void pop()
		{
			assert(!_con.empty());
			swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
			_con.pop_back();
			adjust_down(0);
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}

		const T& top()
		{
			return _con[0];
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}

	private:
		Container _con;
	};

	void test1()
	{
		priority_queue<int, vector<int>> pq;
		pq.push(1);
		pq.push(2);
		pq.push(3);
		pq.push(4);
		pq.push(5);
		while (!pq.empty())
		{
			cout << pq.top() << " ";
			pq.pop();
		}
		cout << endl;
	}
}

2、test.cpp

#include"PriorityQueue.h"
int main()
{
	tutu::test1();
	return 0;
}

2、带仿函数的

1、初识仿函数

C++几乎抛弃了C语言中一些比较复杂的东西，例如：指针，几乎都用引用代替；函数指针、宏，都不建议使用了。仿函数是替代函数指针的一个方式。

仿函数：自定义类型像函数一样去使用，通过重载operator()。

例如：

#include<iostream>
using namespace std;

struct Less
{
	bool operator()(int x, int y)
	{
		return x < y;
	}
};

int main()
{
	Less less;
	cout << less(1, 2) << endl;
	return 0;
}

如果要支持任意类型比较，可以定义成模板类，如：

#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
struct Less
{
	bool operator()(const T& x, const T& y)
	{
		return x < y;
	}
};

int main()
{
	Less<int> less;
	cout << less(1, 2) << endl;
	//匿名对象
	cout << Less<int>()(2, 4) << endl;
	return 0;
}

2、priority_queue带仿函数版本

1、PriorityQueue.h

#pragma once
#include<iostream>
#include<vector>
#include<assert.h>
using namespace std;

namespace tutu
{
	template<class T>
	struct Greater
	{
		bool operator()(const T& x, const T& y) const
		{
			return x > y;
		}
	};

	template<class T>
	struct Less
	{
		bool operator()(const T& x, const T& y) const
		{
			return x < y;
		}
	};

	//建大堆
	template<class T,class Container=vector<T>,class Compare=Less<T>>
	class priority_queue
	{
		void adjust_up(size_t child)
		{
			Compare com;
			size_t parent = (child - 1) / 2;
			while (child > 0)
			{
				//if (_con[child] > _con[parent])
				if(com(_con[parent],_con[child]))
				{
					swap(_con[child], _con[parent]);
					child = parent;
					parent = (child - 1) / 2;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}

		void adjust_down(size_t parent)
		{
			Compare com;
			size_t child = parent * 2 + 1;
			while (child < _con.size())
			{
				//if (child+1 < _con.size()&&_con[child + 1] > _con[child])
				if(child + 1 < _con.size()&&com(_con[child], _con[child + 1]))
				{
					child++;
				}
				//if (_con[child] > _con[parent])
				if(com(_con[parent], _con[child]))
				{
					swap(_con[child], _con[parent]);
					parent = child;
					child = parent * 2 + 1;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}
	public:
		priority_queue()
		{}

		template<class InputIterator>
		priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
			:_con(first,last)
		{
			//建堆
			for (int i = (_con.size() - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
			{
				adjust_down(i);
			}
		}

		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
			adjust_up(_con.size() - 1);
		}

		void pop()
		{
			assert(!_con.empty());
			swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
			_con.pop_back();
			adjust_down(0);
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}

		const T& top()
		{
			return _con[0];
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}

	private:
		Container _con;
	};

	void test1()
	{
		priority_queue<int, vector<int>,Greater<int>> pq;
		pq.push(5);
		pq.push(4);
		pq.push(3);
		pq.push(2);
		pq.push(1);
		while (!pq.empty())
		{
			cout << pq.top() << " ";
			pq.pop();
		}
		cout << endl;
	}
}

2、test.cpp

#include"PriorityQueue.h"
int main()
{
	tutu::test1();
	return 0;
}

3、其他

如果上面实现的仿函数版本priority_queue中存Date类，那么可能会有问题。

解决方法：1、在Date中重载 >、< 的比较    2、自己写一个Date类专用的仿函数