【C++】优先级队列反向迭代器的实现

news2024/11/14 12:18:12

一、优先级队列:

优先级队列(priority queue)是一种容器适配器,

它默认使用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。

向上和向下调整

首先:既然是堆就肯定有向上和向下调整,这些在之前学习中就已经学过了:

void AdjustDown(int parent)
{
	int child = parent * 2 + 1;
	while (child < _con.size())
	{
		//先找到子节点的小些的那个
		if (child + 1 < _con.size() && _con[child] < _con[child + 1])
		{
			child++;
		}

		if (_con[parent] < _con[child])
		{ 
			swap(_con[child], _con[parent]);
			parent = child;
			child = parent * 2 + 1;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}

void AdjustUp(int child)
{
	int parent = (child - 1) / 2;
	while (child > 0)
	{
		if (_con[parent] < _con[child])
		{
			swap(_con[child], _con[parent]);

			child = parent;
			parent = (child - 1) / 2;
		}
		else {
			break;
		}
	}
}

默认构造函数:

首先,在模拟实现中,只有一个成员变量_con,它的类型默认就是vector,一般不会改变的,那么在实现构造函数中,就可以让这个自变量自己去调用它的构造函数。

push:

思路:

将传过来的那个值直接通过容器vector尾插进入,然后在进行向上调整即可。

void push(const T& x)
{
	_con.push_back(x);

	AdjustUp(_con.size() - 1);
}

头删pop:

思路:

首先要知道,是不能够直接删除最开始的位置的,如果删了,那么就会将堆的顺序搞混乱,所以要先将根位置和末位置交换,在进行尾删即可。

void pop()	
{
	swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
	_con.pop_back();
	AdjustDown(0);
}

访问堆顶元素top:

思路:

容器毕竟是vector,那么直接用[] 访问第一个元素即可

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

判断堆顶元素是否为空:

思路同上

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

计算堆的个数有多少:

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

二、仿函数:

1、定义:

仿函数实际上就是让一个类在使用上像一个函数,实现就是重载了运算符(),这样这个类就有了类似于函数的行为,这就是仿函数。

注意:

仿函数是类不是函数,只是重载了()看上去像函数。

2、使用:

在上述向上或者向下的调整中,可以在两个节点中的比较中使用仿函数,

首先定义仿函数:

class Less
{
public:
	bool operator()(const T& x, const T& y)
	{
		return x < y;
	}
};

template<class T>
class Greator
{
public:
	bool operator()(const T& x, const T& y)
	{
		return x > y;
	}
};

接着在priority_queue这个类的模版参数中多加一个模版参数来控制大于还是小于,

template<class T,class Container = vector<T>,class Compare = Less<T>>

这样的话,如果在参数中给less或者不给,就建立大堆,

如果给greater就建立小堆

三、反向迭代器的实现:

在库里面,反向迭代器是封装正向迭代器来实现的,如上图,正向迭代器的begin是反向迭代器的end,正向迭代器的end是反向迭代器的begin

注意:

在实现解引用中,解引用的是当前位置的下一个位置,判断的是正常判断的,如果不是解引用的下一个位置的话,那么就会在rend的数据访问不到。

其余都封装正向迭代器实现

namespace ppr
{
	template<class Iterator,class Ref ,class Ptr>
	struct ReverseIterator
	{
		typedef ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;
		ReverseIterator(Iterator it)
			:_it(it)
		{}

		Ref operator*()
		{
			Iterator tmp = _it;
			return *(--tmp);
		}

		Ptr operator->()
		{
			return &(operator*());
		}


		Self& operator++()
		{
			--_it;
			return *this;
		}

		Self& operator--()
		{
			++_it;
			return *this;
		}

		bool operator!=(const Self& lt) const
		{
			return _it != lt._it;
		}
		
		bool operator==(const Self& lt) const
		{
			return _it == lt._it;
		}
		
		Iterator _it;
	};
}

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