C++ 學習筆記之 STL 隊列

一.  引言

　　在算法以及數據結構的實現中，很多地方我們都需要隊列（遵循FIFO，先進先出原則）。

　　為了使用隊列，我們可以自己用數組來實現隊列，但自己寫太麻煩不說，並且還很容易出錯。

　　好在C++的STL（標准模板庫）為我們實現了一個強大的隊列,它包含在頭文件<queue>中。

二.    queue

a)     構造函數

下面用例子來展示queue的構造函數

    deque<int> deck(3,100);

    list<int> mylist(2,100);

    queue<int> first;//默認構造

    queue<int,list<int> > second(mylist);//以list為容器構造

    queue<int> third(mylist);//以deque為容器構造，其中deque是queue的默認容器

queue<int,deque<int> > forth(mylist);//用默認容器構造，deque是queue的默認容器

我們可以使用deque(雙端隊列容器)或者list（鏈表容器）來作為queue的基礎容器（underlying container，即隊列是在基礎容器的基礎上實現的）,其中deque是默認使用的，如果沒有在參數中特殊指定，那么queue就使用deque作為基礎容器。

b)     其他成員函數

1. empty 測試容器是否為空，為空時返回true
2. size 返回容器的大小
3. front 返回隊列的第一個元素,即最早被壓進隊列的元素
4. back 返回隊列的最后一個元素,即最晚被壓進隊列的元素
5. push 把元素添加至隊列尾
6. pop 彈出隊列首元素
7. swap(C++11) 交換兩個隊列
8. emplace(C++11) 在容器中直接構造元素，可以參考C++11新特性emplace操作

 

三.    priority_queue（優先隊列）

a)     構造函數

#include <cstdio>
#include <queue>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <functional>
using namespace std;
struct Node{
    int a ; 
    Node(int a):a(a){}
};
struct mycomparision{
    bool reverse;
    mycomparision(const bool &revparam=false){
        reverse = revparam;
    }
    bool operator () (const int & lhs, const int &rhs) const {
        if(reverse)return (lhs > rhs);//升序
        else return (lhs < rhs);//降序
    }
};
struct cmp{
    bool operator () (const Node a, const Node b) const{
        return a.a < b.a;//小於號代表降序輸出
    }
};
int main(){
    int myints[] = {10,60,50,20};
    priority_queue<int> zero;
    priority_queue<Node,vector<Node>,cmp> first;//自定義結構體的優先隊列，降序輸出
    for(int c : myints){
        first.push(Node(c));
    }
    priority_queue<int,vector<int>,mycomparision> second(myints,myints+4,mycomparision(true));//與自定義的仿函數mycomparision結合實現自定義排序功能
    priority_queue<int,vector<int>,mycomparision> third(myints,myints+4,mycomparision());
    priority_queue<int,vector<int>,mycomparision> forth(myints,myints+4);//輸出結果同third
    priority_queue<int,vector<int>,less<int>> fifth(myints,myints+4);//結果同third,less使隊列優先輸出小數，此為默認，即less<int>可以省略
    priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> sixth(myints,myints+4);//使用functional庫中的仿函數greater使隊列優先輸出小數
    while(!first.empty()){
        cout << first.top().a << " ";
        first.pop();
    }
    cout << endl;
    while(!second.empty()){
        cout << second.top() << " ";
        second.pop();
    }
    cout << endl;
    while(!third.empty()){
        cout << third.top() << " ";
        third.pop();
    }
    cout << endl;
    while(!forth.empty()){
        cout << forth.top() << " ";
        forth.pop();
    }
    cout << endl;
    while(!fifth.empty()){
        cout << fifth.top() << " ";
        fifth.pop();
    }
    cout << endl;
    while(!sixth.empty()){
        cout << sixth.top() << " ";
        sixth.pop();
    }
    return 0;
}

 

優先隊列內部維持了堆。利用堆來實現隨機的

我們可以使用deque(雙端隊列容器)或者vector（向量容器）來作為priority_queue的基礎容器,其中vector是默認使用的，如果沒有在參數中特殊指定，那么queue就使用vector作為基礎容器。

這里還要特別注意仿函數的使用。在頭文件<functional>提供了一部分仿函數，我們可以利用這些仿函數來實現對基本數據類型的升序降序操作。但對於自定義的結構體類型，我們需要自己額外來實現仿函數來進行排序。有關仿函數的概念可以參考博客：【C++ STL】深入解析神秘的 --- 仿函數

 

b)     其他成員函數

priority_queue的成員函數與queue大體一致，其中需要注意的是：

1. top取代了原來的front，每次取特定排序規則中的具有最值的元素
2. 取消了back函數

以上是我自己查資料總結的隊列的一些用法，如有不對之處還望各位斧正。