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优先队列#xff08;priority_queue #xff09;的介绍和使用
priority_queue的介绍
priority_queue的使用
大堆
小堆
priority_queue的模拟实现
仿…
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优先队列priority_queue 的介绍和使用
priority_queue的介绍
priority_queue的使用
大堆
小堆
priority_queue的模拟实现
仿函数的介绍和使用
仿函数的介绍
仿函数的使用 优先队列priority_queue 的介绍和使用
priority_queue的介绍 1. 优先队列是一种容器适配器根据严格的弱排序标准它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。 2. 此上下文类似于堆在堆中可以随时插入元素并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)。 3. 优先队列被实现为容器适配器容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出其称为优先队列的顶部。 4. 底层容器可以是任何标准容器类模板也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问并支持以下操作 empty()检测容器是否为空size()返回容器中有效元素个数front()返回容器中第一个元素的引用push_back()在容器尾部插入元素 pop_back()删除容器尾部元素 5. 标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下如果没有为特定的priority_queue类实例化指定容器类则使用vector。 6. 需要支持随机访问迭代器以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作 priority_queue的使用
优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构因此priority_queue就是堆所有需要用到堆的位置都可以考虑使用priority_queue。
注意 默认情况下priority_queue是大堆。 函数名称函数作用priority_queue()构造一个空的优先级队列empty( )检测优先级队列是否为空是返回true否则返回 falsetop( ) 返回优先级队列中最大(最小元素)即堆顶元素push(x)在优先级队列中插入元素xpop()删除优先级队列中最大(最小)元素即堆顶元素
大堆 priority_queueint,vectorint q1;q1.push(5);q1.push(23);q1.push(45);q1.push(7);q1.push(9);q1.push(2);q1.push(53);q1.push(34);cout q1.size() endl;while (!q1.empty()){cout q1.top() ;q1.pop();} 小堆 priority_queueint,vectorint,greaterint q1;q1.push(5);q1.push(23);q1.push(45);q1.push(7);q1.push(9);q1.push(2);q1.push(53);q1.push(34);cout q1.size() endl;while (!q1.empty()){cout q1.top() ;q1.pop();} priority_queue的模拟实现 通过对priority_queue的底层结构就是堆因此此处只需对对进行通用的封装即可。 template class T, class ContainervectorTclass priority_queue{public:void adjust_up(int child){int parent (child - 1) / 2;while (child 0){if (_con[parent] _con[child]){swap(_con[parent], _con[child]);child parent;parent (child - 1) / 2;}else{break;}}}void push(const T x){_con.push_back(x);adjust_up(_con.size() - 1);}void adjust_down(int parent)//{size_t child parent * 2 1;//while (child _con.size()){if (child 1 _con.size() _con[child] _con[child 1]){child;}if(_con[parent] _con[child]){swap(_con[parent], _con[child]);parent child;child parent * 2 1 ;}else{break;}}}void pop(){swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);_con.pop_back();adjust_down(0);}const T top(){return _con[0];}size_t size(){return _con.size();}bool empty(){return _con.empty();}private:Container _con;};
但是我们编写完成后发现只能实现大堆/小堆的一种实现另一种时候需要自己改变函数中的符号比较麻烦在C语言中我们会使用函数指针回调函数解决此问题但是函数指针比较难以理解和使用C就出现了仿函数。 仿函数的介绍和使用
仿函数的介绍 仿函数(functor)就是使一个类的使用看上去像一个函数。其实现就是类中实现一个operator(),这个类就有了类似函数的行为就是一个仿函数类了。 有些时候我们在写代码时会发现某些功能实现的代码会不断的在不同的成员函数中用到可又不好将这些代码独立出来成为类的一个成员函数但又很想复用这些代码。写一个公共的函数是一个解决方法不过函数用到的一些变量就可能成为公共的全局变量。而且为了复用这么一片代码就要单立出一个函数也不好维护这时就可以用仿函数了。写一个简单类除了那些维护一个类的函数成员外就只是实现一个operator()在类实例化时就将要用的非参数的元素传入类中。这样就免去了对一些公共变量全局化的维护。同时又可以使那些代码独立出来以便下次复用。而且这些仿函数还可以用关联、聚合、依赖的类之间的关系与用到他们的类组合在一起这样有利于资源的管理这点可能是它相对于函数最显著的优点了。如果再配合上模板技术和policy编程思想就更是威力无穷了大家可以慢慢的体会。 仿函数的使用
template class T
class functor
{
public :bool operator()(const T x, const T y){return x y;}
};
int main()
{functorint com;cout com(2,3) endl;cout com.operator()(3, 2) endl;return 0;
} 根据仿函数的功能和特性我们可以配合priority_queue的模板模拟实现和STL库中的priority_queue。只需要在模板中加入一个比较器默认缺省为实现大堆在实例化时候可以选择大小堆这样就可以不用直接修改符号了。 template class T, class ContainervectorT,class CompareLessTclass priority_queue{public:void adjust_up(int child)//{Compare com;int parent (child - 1) / 2;//while (child 0){if (com(_con[parent] , _con[child])){swap(_con[parent], _con[child]);child parent;parent (child - 1) / 2;}else{break;}}}void push(const T x){_con.push_back(x);adjust_up(_con.size() - 1);}void adjust_down(int parent)//{Compare com;size_t child parent * 2 1;//while (child _con.size()){if (child 1 _con.size() com(_con[child], _con[child 1])){child;}if(com (_con[parent] , _con[child])){swap(_con[parent], _con[child]);parent child;child parent * 2 1 ;}else{break;}}}void pop(){swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);_con.pop_back();adjust_down(0);}const T top(){return _con[0];}size_t size(){return _con.size();}bool empty(){return _con.empty();}private:Container _con;};
//大堆
template class T
class Less
{
public:bool operator()(const T x, const T y){return x y;}
};
//小堆
template class T
class Greater
{
public:bool operator()(const T x, const T y){return x y;}
}; 今天对C中priority_queue和仿函数的介绍、使用、模拟实现的分享到这就结束了希望大家读完后有很大的收获也可以在评论区点评文章中的内容和分享自己的看法。您三连的支持就是我前进的动力感谢大家的支持 !
