【STL】priority_queue 基础,应用与操作

news2024/11/10 17:34:33

c在C++的标准模板库(STL)中,priority_queue 是一个基于堆的容器适配器,用于实现优先级队列。它本质上是一个最大堆(Max-Heap),即每次取出元素时,始终取出优先级最高的元素。本文将详细讲解priority_queue的基础操作、特性及使用注意事项。

1. priority_queue的基本概念

priority_queue 是一个容器适配器,通常底层使用 vector 和堆(默认是最大堆)来实现。队列中元素按照优先级排序,默认情况下,优先级最高的元素会被优先弹出。这意味着,容器中第一个元素始终是值最大的。

1.1 头文件

要使用 priority_queue,必须包含头文件:

#include <queue>

1.2 基本定义

std::priority_queue<int> pq;  // 定义一个存储 int 类型的优先级队列(默认最大堆)

1.3 底层容器选择

priority_queue 可以选择不同的底层容器,常用的包括 vector 和 deque,默认情况下是使用 vector。

2. priority_queue 的基本操作

2.1 push() 插入元素

使用 push() 向队列中插入新元素。插入时,元素会根据优先级被放置到合适的位置。

pq.push(5);   // 插入元素 5
pq.push(10);  // 插入元素 10
pq.push(3);   // 插入元素 3

在插入后,priority_queue 会自动调整,使得最大元素始终位于队列顶端。

2.2 top() 获取最大元素

使用 top() 来访问队列中优先级最高的元素(即最大元素)。这个操作不会移除元素,只是返回它的值。

std::cout << pq.top();  // 输出 10

2.3 pop() 移除最大元素

使用 pop() 来移除队列中优先级最高的元素。请注意,这个操作并不返回被移除的元素,仅仅是将其从队列中删除。

pq.pop();  // 移除优先级最高的元素(10)

2.4 empty() 检查队列是否为空

使用 empty() 可以检查优先级队列是否为空,返回一个布尔值。

if (pq.empty()) 
{
    std::cout << "Queue is empty." << std::endl;
}

2.5 size() 返回队列的元素个数

使用 size() 可以返回当前队列中元素的个数。

std::cout << pq.size();  // 输出当前队列中元素的个数

3. 自定义比较函数(最小堆)

默认情况下,priority_queue 是一个最大堆,但可以通过自定义比较器将其变为最小堆。通过指定比较函数,可以改变元素的排列顺序。

3.1 使用 greater 实现最小堆

可以使用 std::greater 来使得 priority_queue 变为最小堆,即优先级最低的元素会优先弹出。

#include <functional>  // 引入 less 和 greater

std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> minHeap;

4. priority_queue 特性与注意事项

4.1 底层实现机制

priority_queue 的底层实现依赖于堆排序算法,因此其时间复杂度如下:

  • 插入操作 push():O(log n)
  • 获取最大元素 top():O(1)
  • 删除最大元素 pop():O(log n)

4.2 避免直接遍历

priority_queue 并不提供直接遍历所有元素的方法,原因是它的结构是基于堆的,内部顺序并不保证元素是按优先级依次排列的。因此,如果需要遍历所有元素,通常需要借助额外的容器或将元素逐个弹出。

4.3 谨慎修改元素

priority_queue 并不支持直接修改元素的优先级,一旦插入某个元素,想要调整优先级只能将该元素删除后,重新插入带有新优先级的元素。

5. 使用场景

priority_queue 适用于那些需要频繁取出优先级最高(或最低)元素的场景。常见的应用场景包括:

  • 任务调度:根据任务的优先级决定执行顺序。
  • 图算法:如Dijkstra算法和Prim算法,利用优先级队列高效处理最短路径或最小生成树。
  • 数据流处理:实时处理数据流中前 k 大或前 k 小的元素。

实例如下:

以下是一个简单的例子,演示了如何使用 priority_queue 来处理最大堆和最小堆。

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

int main()
{
    // 默认最大堆
    priority_queue<int> maxHeap;

    maxHeap.push(3);
    maxHeap.push(5);
    maxHeap.push(1);

    cout << "Max-Heap: ";
    while (!maxHeap.empty())
    {
      cout << maxHeap.top() << " ";  // 输出 5 3 1
      maxHeap.pop();
    }
    cout << endl;

    // 最小堆
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> minHeap;

    minHeap.push(3);
    minHeap.push(5);
    minHeap.push(1);

    cout << "Min-Heap: ";
    while (!minHeap.empty())
    {
        cout << minHeap.top() << " ";  // 输出 1 3 5
        minHeap.pop();
    }

    return 0;
}

在这里插入图片描述

7. 总结

priority_queue 是C++ STL中一个强大的容器适配器,用于处理需要频繁访问优先级最高(或最低)元素的场景。 通过了解其基本操作、自定义排序规则以及底层实现机制,开发者可以更加灵活地应用它来解决各类优先级相关的问题。不过,也要注意其一些限制,如无法直接遍历和修改元素优先级。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2147162.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

VulnHub-Bilu_b0x靶机笔记

Bilu_b0x 靶机 概述 Vulnhub 的一个靶机&#xff0c;包含了 sql 注入&#xff0c;文件包含&#xff0c;代码审计&#xff0c;内核提权。整体也是比较简单的内容&#xff0c;和大家一起学习 Billu_b0x.zip 靶机地址&#xff1a; https://pan.baidu.com/s/1VWazR7tpm2xJZIGUS…

Java Web服务运行一段时间后出现cpu升高导致的性能下降问题排查

背景 有个web服务&#xff0c;运行一段时间后&#xff0c;出现cpu逐渐占用高&#xff0c;服务处理请求整体性能下降问题。 异常情况时&#xff0c; 同时jvm的cpu上涨 最终表现为&#xff0c;处理内部逻辑执行耗时变高。 排查原因 原来服务的jvm启动参数带了 -XX:-TieredCom…

云上办公项目总结

云尚办公系统是一套自动办公系统&#xff0c;系统主要包含&#xff1a;管理端和员工端 管理端包含&#xff1a;权限管理、审批管理、公众号菜单管理 员工端采用微信公众号操作&#xff0c;包含&#xff1a;办公审批、微信授权登录、消息推送等功能 项目服务器端架构&#xff…

动手学习RAG:大模型重排模型 bge-reranker-v2-gemma微调

动手学习RAG: 向量模型动手学习RAG: moka-ai/m3e 模型微调deepspeed与对比学习动手学习RAG&#xff1a;rerank模型微调实践 bge-reranker-v2-m3动手学习RAG&#xff1a;迟交互模型colbert微调实践 bge-m3动手学习RAG: 大模型向量模型微调 intfloat/e5-mistral-7b-instruct动手学…

光伏业务管理系统:全流程管理成重点

一、光伏业务管理的挑战 光伏业务管理涉及项目规划、设计选型、施工建设、运营维护、数据分析等多个环节&#xff0c;每一个环节都直接关系到项目的经济性、安全性和可持续性。传统的管理方式往往存在信息不对称、流程不透明、响应速度慢等问题&#xff0c;难以适应光伏产业快…

现在市场上有哪些大模型?什么样的大模型适合国内企业?

从23年ChatGPT爆火以来&#xff0c;国内各大厂商也争先入局&#xff0c;国内大模型发展也经历了“百模大战”&#xff0c;截止最新已经发展到了180多个大模型&#xff0c;在大模型发展上&#xff0c;国内正在奋起直追&#xff0c;国内外第一梯队大模型在中文领域的通用能力差距…

基于ssm的本科生毕业设计选题系统的设计与实现

需要项目源码请联系我&#xff0c;目前有各类成品 毕设 javaweb ssh ssm springboot等等项目框架&#xff0c;源码丰富。 专业团队&#xff0c;咨询就送开题报告&#xff0c;活动限时免费&#xff0c;有需要的朋友可以来留言咨询。 一、摘要 随着高校信息化管理系统平台的广泛…

行业大模型落地提速释放新动力

中国科学院地球化学研究所与阿里云联合发布国际首个月球科学多模态专业大模型&#xff0c;京东云带来了代表性的大模型数字人的展示与互动&#xff0c;济南市选择大模型产业链打造“大模型创新工厂”&#xff0c;以奇安信、360等为代表的安全厂商带来了“AI安全”的行业大模型产…

Android中SharedPreferences 的基本使用

1.SharedPreferences简介 SharedPreferences 是 Android 平台为应用开发者提供的一个轻量级的存储辅助类&#xff0c;用来保存应用的一些常用配置&#xff0c;它提供了 putString()、putString(Set<String>)、putInt()、putLong()、putFloat()、putBoolean() 六种数据类…

线程池的状态

线程池的状态分为&#xff1a;Running(运行状态)、Shutdown(关闭状态)、Stop(停止状态)、Tidying(整理状态)、Terminated(终止状态)。 Running(运行状态)&#xff1a;线程池被创建时&#xff0c;就是Running状态&#xff0c;线程池中的任务数位0。 该状态会接受新任务&#xf…

CO82-工單號碼段配置

可以通過CO82查看工單號碼段。 配置工單號碼段&#xff1a; 1、首先配置一個號碼段。 2、將工單類型分配給號碼段。 此時工單類型ZP01號碼段即為41W000000-41W999999 3、可以點擊概覽按鈕&#xff0c;查看概覽。 可以看到不同號碼段下的所有工單類型。 *然後在前台就可以對Z…

软件测试知识详解

&#x1f345; 点击文末小卡片 &#xff0c;免费获取软件测试全套资料&#xff0c;资料在手&#xff0c;涨薪更快 1、黑盒测试、白盒测试、灰盒测试 1.1 黑盒测试 黑盒测试又叫功能测试、数据驱动测试 或 基于需求规格说明书的功能测试。该类测试注重于测试软件的功能性需求。…

华为OD机试 - 打印机队列 - 优先队列(Python/JS/C/C++ 2024 E卷 200分)

华为OD机试 2024E卷题库疯狂收录中&#xff0c;刷题点这里 专栏导读 本专栏收录于《华为OD机试真题&#xff08;Python/JS/C/C&#xff09;》。 刷的越多&#xff0c;抽中的概率越大&#xff0c;私信哪吒&#xff0c;备注华为OD&#xff0c;加入华为OD刷题交流群&#xff0c;…

阻止冒泡事件

每一div都有一个切换事件 div里包括【复制】事件&#xff0c; 点击【复制按钮】&#xff0c;会触发【切换事件】 因为冒泡 在 Vue 3 中&#xff0c;阻止 click 事件冒泡可以使用以下常规方法&#xff1a; 1 事件修饰符&#xff1a;Vue 3 中提供了多种事件修饰符&#xff0c…

Java入门:09.Java中三大特性(封装、继承、多态)02

2 继承 需要两个类才能实现继承的效果。 比如&#xff1a;类A 继承 类B A类 称为 子类 &#xff0c; 衍生类&#xff0c;派生类 B类 称为 父类&#xff0c;基类&#xff0c;超类 继承的作用 子类自动的拥有父类的所有属性和方法 &#xff08;父类编写&#xff0c;子类不需要…

实验2 Linux文件系统常用操作实践

实验2 Linux文件系统常用操作实践 一、实验介绍 本节实验通过实战Linux文件操作模块的基本操作,需要先掌握linux文件系统的原理以及理解linux文件操作的原理,最后通过实操完成linux文件操作的命令,其中包括改变目录、创建目录及文件、删除文件、复制文件、文件移动和改名、查…

BPG的定义和工作原理是什么?

在当今互联网中&#xff0c;网络通信的关键角色之一是BGP&#xff08;边界网关协议&#xff09;。BGP是一种路由矢量协议&#xff0c;负责在自治系统之间交换路由信息&#xff0c;并帮助数据包找到通过网络的理想链路。本文将介绍BGP、BGP4和BGP4&#xff0c;以及它们在网络中的…

记录生产环境,通过域名访问的图片展示不全,通过ip+端口的方式访问图片是完整的

原因&#xff1a;部署nginx的服务器硬盘满了 排查发现nginx日志文件占用了大量硬盘 解决方案&#xff1a; 删除该文件&#xff0c;重启nginx服务&#xff0c;问题解决。

郑重申明《数据资产管理核心技术与应用》一书在拼多多上被盗版售卖,恳请大家支持正版和作者的著作权权益

《数据资产管理核心技术与应用》是清华大学出版社出版的一本图书&#xff0c;作者为张永清等著&#xff0c;近期我本人在拼多多上很多不同的店铺中都买到了这本书的盗版版本&#xff0c;购书的原因是想从市场上购买一批本书送给忠实的读者和身边的朋友&#xff0c;但是发现买到…

pdf图片怎么提取出来?这6个pdf图片提取工具全搞定,值得推荐!

在我们的日常办公和学习中&#xff0c;pdf文件成为了信息传递的重要载体。然而&#xff0c;有时我们在pdf文档中发现一些精彩的图片&#xff0c;想将其提取出来供个人使用或分享给他人。无论是为了更灵活的处理&#xff0c;还是为了发送特定的图像&#xff0c;提取pdf中的图片都…