c++STL中优先队列的使用
一、相关定义
优先队列容器与队列一样，只能从队尾插入元素，从队首删除元素。但是它有一个特性，就是队列中最大的元素总是位于队首，所以出队时，并非按照先进先出的原则进行，而是将当前队列中最大的元素出队。这点类似于给队列里的元素进行了由大到小的顺序排序。元素的比较规则默认按元素值由大到小排序，可以重载“<”操作符来重新定义比较规则。
优先级队列可以用向量(vector)或双向队列(deque)来实现(注意list container不能用来实现queue，因为list的迭代器不是任意存取iterator，而pop中用到堆排序时是要求randomaccess iterator 的!)：
priority_queue<vector<int>, less<int> > pq1; // 使用递增less<int>函数对象排序
priority_queue<deque<int>, greater<int> > pq2; // 使用递减greater<int>函数对象排序
其成员函数有“判空(empty)” 、“尺寸(Size)” 、“栈顶元素(top)” 、“压栈(push)” 、“弹栈(pop)”等。
二、priority_queue
基本操作：
empty() 如果队列为空，则返回真
pop() 删除对顶元素，删除第一个元素
push() 加入一个元素
size() 返回优先队列中拥有的元素个数
top() 返回优先队列对顶元素，返回优先队列中有最高优先级的元素
在默认的优先队列中，优先级高的先出队。在默认的int型中先出队的为较大的数。
头文件：
声明方式：
1、普通方法：
2、自定义优先级：
priority_queue<int, vector<int>, cmp> q; //定义方法
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如果我们不使用自定义类，又要用非默认方法去排序怎么办？就比如说在Dijkstra , SPFA() 中，我们当然不会用点的序号去排列，无论是正序还是反序，我们想用点到起点的距离这个值来进行排序，我们怎样做呢？细心的读者在阅读我的有关Dijkstra那篇文章时应该就发现了做法——自定义比较结构。优先队列默认使用的是小于结构，而上文的做法是为我们的自定义类去定义新的小于结构来符合优先队列，我们当然也可以自定义比较结构。自定义方法以及使用如下，我直接用Dijkstra那篇的代码来说明：
int cost[MAX_V][MAX_V];
int d[MAX_V], V, s;
//自定义优先队列less比较函数
struct cmp
{
bool operator()(int &a, int &b) const
{
//因为优先出列判定为!cmp，所以反向定义实现最小值优先 d[ ] 为节点的权值
return d[a] > d[b];
}
};
void Dijkstra()
{
std::priority_queue<int, std::vector<int>, cmp> pq;
pq.push(s);
d[s] = 0;
while (!pq.empty())
{
int tmp = pq.top();pq.pop();
for (int i = 0;i < V;++i)
{
if (d[i] > d[tmp] + cost[tmp][i])
{
d[i] = d[tmp] + cost[tmp][i];
pq.push(i);
}
}
}
}
3、结构体声明方式：
代码实现：
/*优先队列的基本使用 2017/8/1 xzxl*/
#include<stdio.h>
#include<functional>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;
//定义结构，使用运算符重载,自定义优先级1
struct cmp1{
bool operator ()(int &a,int &b){
return a>b;//最小值优先
}
};
struct cmp2{
bool operator ()(int &a,int &b){
return a<b;//最大值优先
}
};
//定义结构，使用运算符重载,自定义优先级2
struct number1{
int x;
bool operator < (const number1 &a) const {
return x>a.x;//最小值优先
}
};
struct number2{
int x;
bool operator < (const number2 &a) const {
return x<a.x;//最大值优先
}
};
int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
int main()
{ priority_queue<int>que;//采用默认优先级构造队列
priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值优先
priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值优先
priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”会被认为错误，
//这是右移运算符，所以这里用空格号隔开
priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值优先
priority_queue<number1>que5;
priority_queue<number2>que6;
int i;
for(i=0;a[i];i++){
que.push(a[i]);
que1.push(a[i]);
que2.push(a[i]);
que3.push(a[i]);
que4.push(a[i]);
}
for(i=0;num1[i].x;i++)
que5.push(num1[i]);
for(i=0;num2[i].x;i++)
que6.push(num2[i]);
printf("采用默认优先关系:\n(priority_queue<int>que;)\n");
printf("Queue 0:\n");
while(!que.empty()){
printf("%3d",que.top());
que.pop();
}
puts("");
puts("");
printf("采用结构体自定义优先级方式一:\n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)\n");
printf("Queue 1:\n");
while(!que1.empty()){
printf("%3d",que1.top());
que1.pop();
}
puts("");
printf("Queue 2:\n");
while(!que2.empty()){
printf("%3d",que2.top());
que2.pop();
}
puts("");
puts("");
printf("采用头文件\"functional\"内定义优先级:\n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)\n");
printf("Queue 3:\n");
while(!que3.empty()){
printf("%3d",que3.top());
que3.pop();
}
puts("");
printf("Queue 4:\n");
while(!que4.empty()){
printf("%3d",que4.top());
que4.pop();
}
puts("");
puts("");
printf("采用结构体自定义优先级方式二:\n(priority_queue<number>que)\n");
printf("Queue 5:\n");
while(!que5.empty()){
printf("%3d",que5.top());
que5.pop();
}
puts("");
printf("Queue 6:\n");
while(!que6.empty()){
printf("%3d",que6.top());
que6.pop();
}
puts("");
return 0;
}
/*
运行结果 ：
采用默认优先关系:
(priority_queue<int>que;)
Queue 0:
83 72 56 47 36 22 14 10 7 3
采用结构体自定义优先级方式一:
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)
Queue 1:
7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 2:
83 72 56 47 36 22 14 10 7 3
采用头文件"functional"内定义优先级:
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)
Queue 3:
7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 4:
83 72 56 47 36 22 14 10 7 3
采用结构体自定义优先级方式二:
(priority_queue<number>que)
Queue 5:
7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 6:
83 72 56 47 36 22 14 10 7 3
*/