詳解C++ STL priority_queue 容器

本篇隨筆簡單介紹一下\(C++STL\)中\(priority_queue\)容器的使用方法和常見的使用技巧。

priority_queue容器的概念

\(priority_queue\)在英文中是優先隊列的意思。

隊列是一種基本的數據結構。其實現的基本示意圖如下所示：

而\(C++STL\)中的優先隊列就是在這個隊列的基礎上，把其中的元素加以排序。其內部實現是一個二叉堆。所以優先隊列其實就是把堆模板化，將所有入隊的元素排成具有單調性的一隊，方便我們調用。

priority_queue容器的聲明

\(priority_queue\)容器存放在模板庫：#include<queue>里，使用前需要先開這個庫。

這里需要注意的是，優先隊列的聲明與一般\(STL\)模板的聲明方式並不一樣。事實上，我認為其是\(C++STL\)中最難聲明的一個容器。

大根堆聲明方式：

大根堆就是把大的元素放在堆頂的堆。優先隊列默認實現的就是大根堆，所以大根堆的聲明不需要任何花花腸子，直接按\(C++STL\)的聲明規則聲明即可。

#include<queue>
priority_queue<int> q;
priority_queue<string> q;
priority_queue<pair<int,int> > q;

\(C++\)中的\(int,string\)等類型可以直接比較大小，所以不用我們多操心，優先隊列自然會幫我們實現。但是如果是我們自己定義的結構體，就需要進行重載運算符了。關於重載運算符的講解，請參考這篇博客：

重載運算符語法講解

小根堆聲明方式

大根堆是把大的元素放堆頂，小根堆就是把小的元素放到堆頂。

實現小根堆有兩種方式：

第一種是比較巧妙的，因為優先隊列默認實現的是大根堆，所以我們可以把元素取反放進去，因為負數的絕對值越小越大，那么絕對值較小的元素就會被放在前面，我們在取出的時候再取個反，就瞞天過海地用大根堆實現了小根堆。

第二種：

小根堆有自己的聲明方式，我們記住即可（我也說不明白道理）：

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

注意，當我們聲明的時候碰到兩個"<"或者">"放在一起的時候，一定要記得在中間加一個空格。這樣編譯器才不會把兩個連在一起的符號判斷成位運算的左移/右移。

priority_queue容器的使用方法

\(priority_queue\)容器的使用方法大致如下表所示：

用法	作用
q.top()	返回priority_queue的首元素
q.push()	向priority_queue中加入一個元素
q.size()	返回priority_queue當前的長度（大小）
q.pop()	從priority_queue末尾刪除一個元素
q.empty()	返回priority_queue是否為空，1為空、0不為空

注意：priority_queue取出隊首元素是使用\(top\)，而不是\(front\)，這點一定要注意！！