目录

一、优先级队列介绍与使用

1、priority_queue介绍

2、priority_queue的使用

二、仿函数

1、仿函数编写与使用

三、priority_queue模拟实现

四、扩展内容

一、优先级队列介绍与使用

1、priority_queue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。

2、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。

 可以看到 priority_queue 默认较大的数字优先级更高，即默认为大堆。

 如果想要使优先级队列中，小的优先级更高，则可以借助仿函数来实现。

二、仿函数

使用仿函数需要包含头文件 functional 。

可以实现优先级队列中小的优先级更高。 

1、仿函数编写与使用

仿函数有一个特点，就是都重载了一个 "()" 运算符：

template <class T>
struct Less
{bool operator()(const T& x, const T& y){return x < y;}
};

使用方法如下：

 看 lessFunc 的用法，他好像是一个函数，但实际上他是一个类实例化出的对象。我们把这个类称为仿函数，仿函数的对象可以像函数一样使用。

三、priority_queue模拟实现

 priority_queue的底层是使用堆来实现的，具体关于堆的内容可以参考文章《堆——一种特殊的二叉树结构》。

具体代码如下：

namespace bin
{template <class T>struct less{bool operator()(const T& x, const T& y){return x < y;}};template<class T>struct greater{bool operator()(const T& x, const T& y){return x > y;}};template<class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T>>class priority_queue{public:void adjust_up(int child){Compare com;int parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){//if (_con[parent] < _con[child])if (com(_con[parent], _con[child])){swap(_con[child], _con[parent]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}else{break;}}}void adjust_down(int parent){int child = parent * 2 + 1;while (child < _con.size()){Compare com;//if (child + 1 < _con.size() && _con[child] < _con[child + 1])if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1])){++child;}//if (_con[parent] < _con[child])if (com(_con[parent], _con[child])){swap(_con[child], _con[parent]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else{break;}}}void push(const T& x){_con.push_back(x);adjust_up(_con.size() - 1);}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;};
}

测试结果正确： 

四、扩展内容

对于仿函数，我们可以自由的指定其比较方式，如以下场景：

class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day){}bool operator<(const Date& d)const{return (_year < d._year) ||(_year == d._year && _month < d._month) ||(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);}bool operator>(const Date& d)const{return (_year > d._year) ||(_year == d._year && _month > d._month) ||(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);}friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d){_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;return _cout;}
private:int _year;int _month;int _day;
};class PDataLess
{
public:bool operator()(const Date* p1, const Date* p2){return *p1 < *p2;}
};class PDataGreater
{
public:bool operator()(const Date* p1, const Date* p2){return *p1 > *p2;}
};void TestPriorityQueue()
{priority_queue<Date*, vector<Date*>, PDataGreater> q;q.push(new Date(2023, 4, 8));q.push(new Date(2023, 4, 9));q.push(new Date(2023, 4, 7));cout << q.top() << endl;
}

 我们设定的优先级队列的成员变量类型为指针类型，但是我们希望他们的比较方案是比较他们解引用后的数据，这就可以通过设置仿函数内的比较策略来完成目的：

 关于优先级队列的内容就讲到这里，希望同学们多多支持，如果有不对的地方欢迎大佬指正，谢谢！