【C++/STL】6. priority_queue优先队列

• 优先队列底层是靠堆实现的，是一种特殊的队列。
• 优先队列的队首元素一定是当前队列中优先级最高的那个，也就是说，如果把优先队列中元素依次出队，会得到按优先级从大到小排列的一组元素
• 向优先队列中插入元素时，优先队列内部的堆结构会自动调整，保证队首元素永远是优先级最高的。
• priority_queue定义于queue.h，命名空间std

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一、构造函数

作用	代码	说明
定义一个priority_queue	priority_queue<typename> pq;	typename可以是任意基础数据类型或STL容器

二、访问priority_queue内元素

• 与queue不同，priority_queue没有front()和back()方法，只能通过top()方法访问队元素

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
 
int main()
{
	priority_queue<int> pq;	//默认大数优先级高
	
	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

• 设有priority_queue容器pq

操作	代码	时间复杂度	说明
元素x入队	pq.push(x)	O(logN)，N为当前优先队列中元素个数	-
队首出队	pq.pop()	O(logN)，N为当前优先队列中元素个数	出队的是优先级最高的元素
队列判空	pq.empty()	O(1)	返回一个bool类型
访问队首元素（不影响队列）	pq.top()	O(1)	如果队列为空，top()方法会报错
获得priority_queue内元素个数	pq.size()	O(1)	-

（2）设置优先级

1. 基本数据类型的优先级

• 仅适用于基本数据类型
• 对于int、double等类型，数字越大优先级越高
• 对于char，字典序越大优先级越高
• 对于基本数据类型，priority_queue<int> q;等价于priority_queue<int, vector<int>, less<int>> q
  • 其中第二个参数vector是用来承载底层的堆结构的，这里出现的3个typename应该相同
  • 第三个参数less是对第一个参数的比较类，less<typename>代表数字大的优先级高；greater<typename>代表数字小的优先级高

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;
 
int main()
{
	//priority_queue<int> pq;	//默认大数优先级高
	priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > pq;	//小数优先级高 

	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. 结构体优先级设置

• 适用于基本数据类型、结构体和STL容器
• 下面定义一个fruit结构体，希望价格高的结构体优先级高

//方法一----------------------------------------------------
struct fruit
{
	string name;
	int price;
	
	//重载<运算符
	friend bool opreator < (fruit f1,fruit f2)
	{
		return f1.price < f2.price;	//价格高的优先级高
	}
};

priority_queue<fruit> q;	//定义fruit类型的优先队列，内部就是价格高的fruit优先级高


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

struct cmp
{
	//重载<运算符
	bool opreator () (fruit f1,fruit f2)	//注意这里不写friend，小于号换括号
	{
		return f1.price < f2.price;			//价格高的优先级高
	}
};

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

• 如果结构体内数据较大，可以在重载运算符时使用常引用来提高效率

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;			
}