STL之priority_queue与仿函数

news2024/10/6 22:20:06

一.仿函数

1.介绍

函数对象，又称仿函数，是可以像函数一样使用的对象，其原理就是重载了函数调用符：()

因此在此类中，一定有operator()的成员函数。

2.示例

template<class T>
struct _less
{
    //lhs:left-hand side
	bool operator() (const T& lhs, const T& rhs)
	{
		return lhs < rhs;
	}
};

如果T是内置类型，则直接进行比较。如果T是自定义类型，则会调用其operator<()。

先创建一个_less类型的对象smaller，对于smaller()，则调用其operator()函数

二.priority_queue

1.介绍

在这里插入图片描述

priority_queue，也是一种容器适配器:class Container = vector<T>，底层默认为vector

同时，对于其元素存储，类似于大/小堆（父节点大于(小于)子节点的值），根据某种排序标准，使它的第一个元素总是其所有元素中最大/小的。

是按大还是小来存储，通过第3个模板参数来规定

class Compare= less<T>，缺省为less，即第一个元素总是最大的(其他插入的元素都比第一个less)。

2.成员函数

在这里插入图片描述

3.模拟实现

可以根据大小堆的算法，进行模拟实现
数据结构——堆

#include <vector>
#include <functional>
namespace yyjs
{
	template<class T, class Container = std::vector<T>,class Compare = std::less<T>>
	class priority_queue
	{
	public:
		bool empty() const
		{
			return _con.empty();
		}
		size_t size() const
		{
			return _con.size();
		}
		const T& top() const
		{
			return _con.front();
		}
		T& top() 
		{
			return _con.front();
		}
        
		//从child位置开始向上调整，直到符合Compare的规则
		void AdjustUp(size_t child)
		{
            //根据二叉树，求出父节点的位置
			size_t parent = (child - 1) / 2;
            
            //如果当前当前节点不是根节点，且其父节点与当前节点进行比较，符合规则
			while (child > 0 && _cmp(_con[parent], _con[child]))
			{
                //交换当前节点与其父节点的值
                std::swap(_con[parent], _con[child]);
                child = parent;
                parent = (child - 1) / 2;	
			}
		}
    	//尾插入一个节点，并将这个节点按规则进行调整
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
			AdjustUp(size() - 1);
		}
        //从parent位置开始向下进行调整，使其符合Compare规则
		void AdjustDown(size_t parent)
		{
			size_t child = parent * 2 + 1;//左孩子
			//当其子节点在有效范围内
            while (child < size())
			{	
                //如果有右节点其右节点更大(小)，选择右节点
				if (child + 1 < size() && _cmp(_con[child],_con[child + 1]))
				{
					child++;
				}
                //当前节点与其子节点进行比较，符合规则，进行交互
				if (_cmp(_con[parent], _con[child]))
				{
					::swap(_con[parent],_con[child]);
					parent = child;
					child = parent * 2 + 1;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}
        //删除第一个元素，然后将剩余元素按规则调整
		void pop()
		{
            //先交换首尾元素，然后再删尾元素
			std::swap(_con.back(), _con.front());
			_con.pop_back();
            //把交换上去的首元素向下调整，使符合规则
			AdjustDown(0);
		}

	private:
		Container _con;
		Compare _cmp;
	};
}