【C++/STL】6. priority_queue優先隊列

• 優先隊列底層是靠堆實現的，是一種特殊的隊列。
• 優先隊列的隊首元素一定是當前隊列中優先級最高的那個，也就是說，如果把優先隊列中元素依次出隊，會得到按優先級從大到小排列的一組元素
• 向優先隊列中插入元素時，優先隊列內部的堆結構會自動調整，保證隊首元素永遠是優先級最高的。
• priority_queue定義於queue.h，命名空間std

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一、構造函數

作用	代碼	說明
定義一個priority_queue	priority_queue<typename> pq;	typename可以是任意基礎數據類型或STL容器

二、訪問priority_queue內元素

• 與queue不同，priority_queue沒有front()和back()方法，只能通過top()方法訪問隊元素

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
 
int main()
{
	priority_queue<int> pq;	//默認大數優先級高
	
	pq.push(1);
	pq.push(2);
	pq.push(3);
	pq.push(4);

	cout<<pq.top()<<endl;	//打印4 
	pq.pop();
	cout<<pq.top()<<endl;	//打印3 
	
	return 0;	
} 

三、常用操作

（1）基本操作

• 設有priority_queue容器pq

操作	代碼	時間複雜度	說明
元素x入隊	pq.push(x)	O(logN)，N爲當前優先隊列中元素個數	-
隊首出隊	pq.pop()	O(logN)，N爲當前優先隊列中元素個數	出隊的是優先級最高的元素
隊列判空	pq.empty()	O(1)	返回一個bool類型
訪問隊首元素（不影響隊列）	pq.top()	O(1)	如果隊列爲空，top()方法會報錯
獲得priority_queue內元素個數	pq.size()	O(1)	-

（2）設置優先級

1. 基本數據類型的優先級

• 僅適用於基本數據類型
• 對於int、double等類型，數字越大優先級越高
• 對於char，字典序越大優先級越高
• 對於基本數據類型，priority_queue<int> q;等價於priority_queue<int, vector<int>, less<int>> q
  • 其中第二個參數vector是用來承載底層的堆結構的，這裏出現的3個typename應該相同
  • 第三個參數less是對第一個參數的比較類，less<typename>代表數字大的優先級高；greater<typename>代表數字小的優先級高

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;
 
int main()
{
	//priority_queue<int> pq;	//默認大數優先級高
	priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > pq;	//小數優先級高 

	pq.push(1);
	pq.push(2);
	pq.push(3);
	pq.push(4);

	cout<<pq.top()<<endl;	//打印1
	pq.pop();
	cout<<pq.top()<<endl;	//打印2 
	
	return 0;	
} 

2. 結構體優先級設置

• 適用於基本數據類型、結構體和STL容器
• 下面定義一個fruit結構體，希望價格高的結構體優先級高

//方法一----------------------------------------------------
struct fruit
{
	string name;
	int price;
	
	//重載<運算符
	friend bool opreator < (fruit f1,fruit f2)
	{
		return f1.price < f2.price;	//價格高的優先級高
	}
};

priority_queue<fruit> q;	//定義fruit類型的優先隊列，內部就是價格高的fruit優先級高


//方法二----------------------------------------------------
struct fruit
{
	string name;
	int price;
};

struct cmp
{
	//重載<運算符
	bool opreator () (fruit f1,fruit f2)	//注意這裏不寫friend，小於號換括號
	{
		return f1.price < f2.price;			//價格高的優先級高
	}
};

priority_queue<fruit,vector<fruit>,cmp>	q;

• 如果結構體內數據較大，可以在重載運算符時使用常引用來提高效率

friend bool opreator < (const fruit &f1,const fruit &f2)
{ 
	return f1.price < f2.price;	
}


bool opreator () (const fruit &f1,const fruit &f2)	
{
	return f1.price < f2.price;			
}