目錄

• 前言
• priorithy_queue的定義
• priority_queue容器內元素的訪問
• priority_queue常用函數
• priority_queue內元素優先級的設置
• priority_queue的常見用途

前言

priority_queue又稱為優先隊列，其底層是用堆來進行實現的。在優先隊列中，隊首元素一定是當前隊列中優先級最高的那一個(默認是大根堆)。
例如在隊列有如下元素，且定義好了優先級:

桃子(優先級3) 梨子(優先級4) 蘋果(優先級1) 那么出隊的順序為: 梨子(4)->桃子(3)->蘋果(1)。

當然，可以在任何時候往優先隊列里面加入(push)元素。而優先隊列底層的數據結構堆(heap)會隨時調整結構，
使得每次的隊首元素都是優先級最大的。
關于這里的優先級是規定出來的。例如上面的例子中，也可以規定數字越小的優先級越大。

priorithy_queue的定義

要使用優先隊列，需要的頭文件：

#inlcude<queue>

需要的其他東西:

using namespace std;

其定義的寫法和其他STL容器相同，typename可以是任意基本數據類型或容器:

priority_queue<typename>name;

priority_queue容器內元素的訪問

和隊列不一樣的是，優先隊列沒有front()和back()函數，
而只能通過top()函數來訪問隊首元素(也可以稱為堆頂元素)，也就是優先級最高的元素。

priority_queue常用函數

(1)push()
push(x)將令x入隊，時間復雜度為O(logN),其中N為當前優先隊列中的元素個數。
(2)top()
top()可以獲得隊首元素(即堆頂元素)，時間復雜度為O(1)。
(3)pop()
pop()令隊首元素(即堆頂元素)出隊，時間復雜度為O(logN),其中N為當前優先隊列中的元素個數。

(4)empty()
empty()檢測優先隊列是否為空，返回true則為空，返回false則為非空。時間復雜度為O(1)。

(5)size()
size()返回優先隊列內元素的個數，時間復雜度為O(1)。

priority_queue內元素優先級的設置

如何定義優先級隊列內元素的優先級是運用好優先隊列的關鍵，下面分別介紹基本數據類型
(例如 int 、double、char)與結構體類型的優先級設置方法。
(1)基本數據類型的優先級設置
此處指的基本數據類型就是int型、double 型、char型等可以直接使用的數據類型，優先隊列對它們的優先級設置般是數字大的優先級越高， 因此隊首元索就是優先隊列內元素最大的那個(如果char 型，則是字典序最大的)。
對基本數據類型來說，下面兩種優先隊列的定義是等價的(以int型為例，注意最后兩個>之間有一個空格):

priority_queue<int> q; priority_queue<int , vector<int> , less<int> > q;

可以發現，第二種定義方式的尖括號內多出了兩個參數：一個是vector,另一個是less.其中vector (也就是第二個參數)填寫的是來承載底層數據結構堆(heap)的容器，如果第一個參數是double型或char型，則此處只需要填寫vector-或vector;而第三個參數less-則是對第一個參數的比較類， less表示數字大的優先級越大，而greater表示數字小的優先級越大。
因此，如果想讓優先隊列總是把最小的元素放在隊首，只需進行如下定義：

priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >a;

下面是一個示例：

事實上，即便是基本數據類型，也可以使用下面講解的結構體的優先級設置方法，只不過第三個參數的寫法不太一樣了。
下面看一下結構體的優先級的設置方法。
(2)結構體的優先級設置
以一個水果的名稱和價格為例:

struct fruit {string name;int price; };

現在希望按水果的價格高的為優先級高，就需要重載( overload )小于號 " < "。重載是指對已有的運算符進行重新定義，
也就是說，可以改變小于號的功能(例如把它重載為大于號的功能)

struct fruit {string name;int price;friend bool operator < (fruit f1,fruit f2){return f1.peice<f2.price;} };

priority_queue<fruit> q;

同理，如果想要以價格低的水果為優先級高，那么只需要把return 中的小于號改為大于號即可。

struct fruit {string name;int price;friend bool operator < (fruit f1,fruit f2){return f1.price > f2.price;} };

讀者會發現，此處對小于號的重載與排序函數sort中的cmp函數有些相似，它們的參數都是兩個變量，函數內部都是return了true或者false,
事實上，這兩者的作用確實是類似的只不過效果看上去似乎是“相反”的。在排序中，如果是“return f1.price > f2.price",
那么則是按價格從高到低排序，但是在優先隊列中卻是把價格低的放到隊首。原因在于，優先隊列本身默認的規則就是優先級高的放在隊首，因此把小于號重載為大于號的功能時只是把這個規則反向一下。
如果讀者無法理解，那么不妨記住，優先隊列的這個函數與sort()中的cmp函數的效果是相反的。

那么，有沒有辦法跟sort() 中的cmp函數那樣寫在結構體外面呢? 自然是有辦法的。
只需要把friend 去掉， 把小于號改成一對小括號，然后把重載的函數寫在結構體外面，同時將其用
struct包裝起來。

struct cmp {bool operator () (fruit f1,fruit f2){return f1.price>f2.price;} };

在這種情況下，需要用之前講解的第二種定義方式來定義優先隊列:

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

可以看到此處只是把greater()部分換成了cmp

即便是基本數據類型或者其他STL容器(例如 set),也可以通過同樣的方式來定義優先級。
如果結構體內的數據較為龐大(例如出現了字符串或數組)，建議使用引用來提高效率。
此時比較類的參數中需要加上"const “和” &" 。

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

priority_queue的常見用途

priority_queue可以解決一些貪心問題，也可以對Dijkstra算法進行優化(因為優先隊列的本質是堆)
有一點需要注意的是，使用pop()函數前，必須用empty()判斷優先隊列是否為空,否則可能因為隊空而出現錯誤。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的priority_queue的常见用法详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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