STL容器之優先隊列

優先級隊列，以前刷題的時候用的比較熟，現在竟然我只能記得它的關鍵字是priority_queue(太傷了)。在一些定義了權重的地方這個數據結構是很有用的。

先回顧隊列的定義：隊列(queue)維護了一組對象，進入隊列的對象被放置在尾部，下一個被取出的元素則取自隊列的首部。priority_queue特別之處在於，允許用戶為隊列中存儲的元素設置優先級。這種隊列不是直接將新元素放置在隊列尾部，而是放在比它優先級低的元素前面。標准庫默認使用<操作符來確定對象之間的優先級關系，所以如果要使用自定義對象，需要重載 < 操作符。

優先隊列有兩種，一種是最大優先隊列；一種是最小優先隊列；每次取自隊列的第一個元素分別是優先級最大和優先級最小的元素。

1) 優先隊列的定義

包含頭文件："queue.h", "functional.h"

可以使用具有默認優先級的已有數據結構；也可以再定義優先隊列的時候傳入自定義的優先級比較對象；或者使用自定義對象(數據結構)，但是必須重載好< 操作符。 

2) 優先隊列的常用操作

優先級隊列支持的操作

q.empty()         如果隊列為空，則返回true，否則返回false

q.size()            返回隊列中元素的個數

q.pop()             刪除隊首元素，但不返回其值

q.top()             返回具有最高優先級的元素值，但不刪除該元素

q.push(item)     在基於優先級的適當位置插入新元素

其中q.top()為查找操作，在最小優先隊列中搜索優先權最小的元素，在最大優先隊列中搜索優先權最大的元素。q.pop()為刪除該元素。優先隊列插入和刪除元素的復雜度都是O(lgn)，所以很快

另外，在優先隊列中，元素可以具有相同的優先權。

下面這個C例子，包含了幾乎所有常見的優先隊列用法。 

#include<iostream>
#include<functional>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;

//定義比較結構
struct cmp1{
    bool operator ()(int &a,int &b){
        return a>b;//最小值優先
    }
};

struct cmp2{
    bool operator ()(int &a,int &b){
        return a<b;//最大值優先
    }
};

//自定義數據結構
struct number1{
    int x;
    bool operator < (const number1 &a) const {
        return x>a.x;//最小值優先
    }
};
struct number2{
    int x;
    bool operator < (const number2 &a) const {
        return x<a.x;//最大值優先
    }
};
int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};

int main()
{    
    priority_queue<int>que;//采用默認優先級構造隊列

    priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值優先
    priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值優先

    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”會被認為錯誤，
    priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值優先

    priority_queue<number1>que5; //最小優先級隊列
    priority_queue<number2>que6;  //最大優先級隊列

    int i;
    for(i=0;a[i];i++){
        que.push(a[i]);
        que1.push(a[i]);
        que2.push(a[i]);
        que3.push(a[i]);
        que4.push(a[i]);
    }
    for(i=0;num1[i].x;i++)
        que5.push(num1[i]);
    for(i=0;num2[i].x;i++)
        que6.push(num2[i]);


    printf("采用默認優先關系:/n(priority_queue<int>que;)/n");
    printf("Queue 0:/n");
    while(!que.empty()){
        printf("%3d",que.top());
        que.pop();
    }
    puts("");
    puts("");

    printf("采用結構體自定義優先級方式一:/n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)/n");
    printf("Queue 1:/n");
    while(!que1.empty()){
        printf("%3d",que1.top());
        que1.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 2:/n");
    while(!que2.empty()){
        printf("%3d",que2.top());
        que2.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("采用頭文件/"functional/"內定義優先級:/n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)/n");
    printf("Queue 3:/n");
    while(!que3.empty()){
        printf("%3d",que3.top());
        que3.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 4:/n");
    while(!que4.empty()){
        printf("%3d",que4.top());
        que4.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("采用結構體自定義優先級方式二:/n(priority_queue<number>que)/n");
    printf("Queue 5:/n");
    while(!que5.empty()){
        printf("%3d",que5.top());
        que5.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 6:/n");
    while(!que6.empty()){
        printf("%3d",que6.top());
        que6.pop();
    }
    puts("");
    return 0;
}
/*
運行結果 ：
采用默認優先關系:
(priority_queue<int>que;)
Queue 0:
91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

采用結構體自定義優先級方式一:
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)
Queue 1:
3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 2:
91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

采用頭文件"functional"內定義優先級:
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)
Queue 3:
3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 4:
91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

采用結構體自定義優先級方式二:
(priority_queue<number>que)
Queue 5:
3  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 6:
91 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3
*/