优先队列

原文：https://blog.csdn.net/u012804490/article/details/26241523
优先队列

优先队列(priority queue)亦即数据结构中的堆，是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称。在队列中，调度程序反复提取队列中第一个作业并运行，因而实际情况中某些时间较短的任务将等待长时间才能结束，或某些不短小，但具有重要性的作业，同样应当具有优先权。优先队列即为解决此类问题设计的一种数据结构。优先队列(堆)通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。

优先队列中的常用函数：

empty() 如果优先队列为空，返回真

pop() 删除第一个元素

push(x) 添加一个元素x

size() 返回优先队列中拥有的元素的个数

top() 返回优先队列中有最高优先级的元素

例如：

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
    int i;
    priority_queue<int> q;
    // 向队列中添加元素
    q.push(4);    q.push(1);
    q.push(3);    q.push(5);
    q.push(6);    q.push(2);
    int len=q.size();    // 统计优先队列中元素的个数
    for(i=0;i<len;i++)
    {
        // top()返回优先级最高的元素
        // 在优先队列中，默认为大根堆，即默认元素大的优先级高
        printf("%d ",q.top()); 
        q.pop();   // 删除第一个元素，也即优先级最高的元素
    }
    printf("\n");
    if(q.empty())   // 此时该优先队列中元素已删除完
        printf("该优先队列为空\n");
    return 0;
}

输出结果为：
6 5 4 3 2 1

该优先队列为空

如果我们希望在优先队列中的较小的元素优先出队，该怎么做呢？

So easy！

我们只需将priority_queue<int> q;改为priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > q;

但是，我们为什么这么做呢？其中的各个参数表示什么意思呢？

首先，第一个参数表示数据的类型，第二个参数保存该数据类型数据的容器(默认情况下以vector实现)，第三个参数表示自定义的优先级规则(默认情况下为大根堆，元素大的优先级高)。greater表示数据优先级顺序是从小到大，另外greater也可以改成less，表示数据优先级顺序是从大到小。

注：优先队列其实也就是我们数据结构中学过的堆，默认情况下底层是以vector实现的heap！

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
    int i;
    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > q;
    // 向队列中添加元素
    q.push(4);    q.push(1);
    q.push(3);    q.push(5);
    q.push(6);    q.push(2);
    int len=q.size();    // 统计优先队列中元素的个数
    for(i=0;i<len;i++)
    {
        // top()返回优先级最高的元素
        // 在优先队列中，默认为大根堆，即默认元素大的优先级高
        printf("%d ",q.top()); 
        q.pop();   // 删除第一个元素，也即优先级最高的元素
    }
    printf("\n");
    if(q.empty())   // 此时该优先队列中元素已删除完
        printf("该优先队列为空\n");
    return 0;
}

运行结果：
1 2 3 4 5 6

该优先队列为空

greater变为less的这里不再验证，请有兴趣的童鞋自己验证！

拓展：
优先队列还可以将一个普通数组中的元素转化为优先队列的初始值！

代码如下：

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
    int a[6]={3,2,1,4,6,5};
    priority_queue<int> q(a,a+6);
    while(!q.empty())
    {
        printf("%d ",q.top());
        q.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：
6 5 4 3 2 1

代码2：

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
    int a[6]={3,2,1,4,6,5};
    priority_queue<int> q(&a[2],a+6);  // &a[2]表示以a[2]的地址为开始地址，a+6表示数组的结束地址
    while(!q.empty())
    {
        printf("%d ",q.top());
        q.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：
6 5 4 1

如果想自定义优先级并且数据类型不是基本数据类型，而是复杂数据类型，则必须重载其中的operator();

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
typedef struct
{
    int a;
    int b;
}Node;
// 自定义优先级
struct cmp
{
    bool operator()(const Node &t1,const Node &t2)
    {
        return t1.b<t2.b;  // 相当于less，数据元素值大的优先级高
    }
};
int main()
{
    int i,n;
    scanf("%d",&n);
    Node *num=new Node[n];
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        scanf("%d%d",&num[i].a,&num[i].b);
    }
    priority_queue<Node,vector<Node>,cmp> q(num,num+n);
    while(!q.empty())
    {
        printf("%d ",q.top().b);
        q.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

输入：
3

3 8

5 6

4 7

输出结果：

8 7 6