目录
一·基本的介绍
优先队列是一种容器适配器;他的第一个元素总是他包含所有元素里面最大的一个。
优先队列里面的“优先”指的是:进行容器遍历访问 的时候优先访问顶部的元素
二. 常用接口的介绍
1.构造函数
2. void push(const T&val )
3. void pop()
4. const T& top( )
接口的简单使用:
通过对成员接口的了解,我们可以推测优先队列的底层结构可能是一个堆
三· 模拟实现
1.仿函数
第一个参数用到的就是仿函数。
仿函数是对 opertaor() 的一个重载
2.仿函数使用
2.1 指定进行降序的输出
2.2 指定进行升序的输出
2.3 仿函数的调用
分析:
Less <Date> l2,编译器进行实例化的时候,模板参数T 实例化为 Date 类型,从而生成一份
bool operator() (Date left,Date right)的函数,只不过使用模板,咱们程序员省了此步骤。
3.priority_queue 类的模拟
一般默认Container 的类型是 vector<T>
为什么默认使用 vector 作为优先队列的底层容器?而不用list这个容器
1) 优先队列支持快速的访问此队列里面的最大或者最小元素;因此底层通常借助堆这一结构实
现,堆是一个特殊的完全二叉树
2)vector 提供了动态大小数组的功能,内部是一段连续的内存,因此在访问元素的时候,大大提
高了效率。
3)list 相比较vector 而言,内存是不连续的,在进行元素访问的时候,需要对指针进行一系列操
作,因此效率不如vector
4 push() 模拟
因为需要随时保证访问的第一个元素是最大的或是最小的,这里需模拟建大堆和建小堆的一系列操
作
有关对堆进行上调和下调的相关细节的实现,可以康康下面博客
建堆的相关调整
4.1 上调算法
void adjust_up(int child) //从孩子节点开始
{
Compare com;
int parent = (child - 1 ) / 2;//默认根节点下标从0开始
while (child > 0)
{
if (_c[parent] < _c[child]) //对象直接比较
//if(com(_c[parent] , _c[child])) // _com(_c[parent] , _c[child] 相当于回调仿函数模板,可以把_com 想象成函数指针,仿函数模板:替代函数指针
{
std::swap(_c[parent], _c[child]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
break;
}
}
4.2 push ()实现
void push(const T& x)
{
_c.push_back(x);
// 上调:建大堆
adjust_up(_c.size()-1);//需要把插入当前数据所在的位置传过去
}
5.pop()模拟
5.1 下调算法
void adjust_down(int parent) //向下调整从父节点开始
{
Compare com;
int child = 2 * parent + 1;
while ((size_t)child < (_c.size() ))
{
if ((size_t)child + 1 < (_c.size() )
&& _c[child + 1] > _c[child]) // _c[child + 1] > _c[child] 这里直接就是对象的大小比较,可以使用仿函数进行大小比较
child++;//更新为最大的孩子节点
//if (_c[child] > _c[parent] )
if (com( _c[parent], _c[child]) ) //使用仿函数模板
{
std::swap(_c[child], _c[parent]);
parent = child;
child = 2 * parent + 1;
}
else
break;
}
}
5.2 pop()实现
void pop()
{
//堆的删除:堆顶与堆尾交换在进行大堆的调整
std::swap(_c[0], _c[_c.size() - 1]);
_c.pop_back();
adjust_down(0);
}
6. top()模拟
T& top()
{
return _c[0];
}
7.size()
8. empty()
9. 完整代码实现
#pragma once
#include<vector>
namespace y
{
//仿函数模板
//就是对 () 进行重载
template<class T, class Container = vector<T>,class Compare = Less<T>> //注意:Compare 只是一个模板类型,实例化的时候,会变成指定类型
class priority_queue
{
public:
priority_queue()
{}
template <class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
:_c(first,last)
{
//建议使用下调时间复杂度 O(N)
//必须是有序,所有一开始传i = (_c.size() - 1 -1)/2 对应最后一个父节点
for (int i = (_c.size() - 1 -1)/2; i >= 0; --i)
{
adjust_down(i);
}
}
bool empty() const
{
return _c.empty();
}
size_t size() const
{
return _c.size();
}
void adjust_down(int parent) //向下调整从父节点开始
{
Compare com;
int child = 2 * parent + 1;
while ((size_t)child < (_c.size() ))
{
if ((size_t)child + 1 < (_c.size() )
//&& _c[child + 1] > _c[child]) // _c[child + 1] > _c[child] 这里直接就是对象的大小比较,可以使用仿函数进行大小比较
&& com(_c[child], _c[child+1]))// 建大堆
child++;//更新为最大的孩子节点
//if (_c[child] > _c[parent] )
if (com( _c[parent], _c[child]) ) //使用仿函数模板
{
std::swap(_c[child], _c[parent]);
parent = child;
child = 2 * parent + 1;
}
else
break;
}
}
void adjust_up(int child) //从孩子节点开始
{
Compare com;
int parent = (child - 1 ) / 2;//默认根节点下标从0开始
while (child > 0)
{
//if (_c[parent] < _c[child]) //对象直接比较
if(com(_c[parent] , _c[child])) // _com(_c[parent] , _c[child] 相当于回调仿函数模板,可以把_com 想象成函数指针,仿函数模板:替代函数指针
{
std::swap(_c[parent], _c[child]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
break;
}
}
void pop()
{
//堆的删除:堆顶与堆尾交换在进行大堆的调整
std::swap(_c[0], _c[_c.size() - 1]);
_c.pop_back();
adjust_down(0);
}
void push(const T& x)
{
_c.push_back(x);
// 上调:建大堆
adjust_up(_c.size()-1);//需要把插入当前数据所在的位置传过去
}
T& top()
{
return _c[0];
}
private:
Container _c;//表示底层的容器
//Compare _com;//类似于函数指针
};
}