C 中priority queue的實現

2021-06-26 03:29:17 字數 3433 閱讀 3117

優先順序佇列相對於普通佇列，提供了插隊功能，每次最先出隊的不是最先入隊的元素，而是優先順序最高的元素。

它的實現採用了標準庫提供的heap演算法。該系列演算法一共提供了四個函式。使用方式如下：

首先，建立乙個容器，放入元素：

vectorcoll;


insertnums(coll, 


3, 7


);insertnums(coll, 


5, 9


);insertnums(coll, 


1, 4


);printelems(coll, 


"all elements: 


");
列印結果為： 

all elements: 34


5675


6789


1234
然後我們呼叫make_heap，這個演算法把[beg, end)內的元素建立成堆。

make_heap(coll.begin(), coll.end());


printelems(coll, 


"after make_heap: ");
列印結果： 

after make_heap: 98


6775


5364


1234
然後我們呼叫pop_heap，這個演算法必須保證[beg, end)已經是乙個heap，然後它將堆頂的元素（其實是begin指向的元素）放到最後，再把[begin. end-1)內的元素重新調整為heap

pop_heap(coll.begin(), coll.end());


coll.pop_back();


printelems(coll, 


"after pop_heap: ");
列印結果為：

after pop_heap: 87


6745


5364123
接下來我們呼叫push_heap，該演算法必須保證[beg, end-1)已經是乙個heap，然後將整個[beg, end)調整為heap

coll.push_back(17


);push_heap(coll.begin(), coll.end());


printelems(coll, 


"after push_heap: ");
列印結果為：

after push_heap: 177


8745


6364


1235
最後我們使用sort_heap將[beg, end)由heap轉化為有序序列，所以，前提是[beg, end)已經是乙個heap

sort_heap(coll.begin(), coll.end());


printelems(coll, 


"after sort_heap: ");
列印結果為：

after sort_heap: 12


3344


5566


77817
完整的測試**如下：

#include #include 


#include 


#include 


using


namespace


std;


template 


void insertnums(t &t, int beg, int


end)


}template 


void printelems(const t &t, const


string &s = ""


) cout 


<


}int main(int argc, char


const *argv)
根據以上的演算法，我們來實現標準庫的優先順序佇列priority_queue，**如下：

#ifndef priority_queue_hpp


#define priority_queue_hpp#include 


#include 


#include 


template 


typename container = std::vector, 


typename compare = std::less>


class


priorityqueue


void


pop()


bool empty() const 


size_type size() 


const 


const_reference top() 


const 


private


: compare comp_; 


//比較規則


container cont_; //


內部容器


};template 


priorityqueue


::priorityqueue(const compare&comp,


const container&ctnr)


:comp_(comp), cont_(ctnr)


template 


template 


priorityqueue


::priorityqueue (inputiterator first, 


inputiterator last,


const compare&comp,


const container&ctnr)


:comp_(comp), cont_(ctnr)


#endif


//priority_queue_hpp
我們注意到：

1.優先順序佇列內部儲存了排序規則，這與map和set是一致的。

2.前面我們提到heap演算法除了make_heap之外，都必須保證之前是乙個建好的heap，這裡我們在建構函式中呼叫make_heap，保證了後面的各種heap演算法都是合法的。

3.還有一點，如果t與容器的型別不一致，例如priorityqueue>，那麼我們的value_type優先採用int，畢竟我們操作的物件是容器。

測試**如下：

#include "


priorityqueue.hpp


"#include 


using


namespace


std;


int main(int argc, char


const *argv)


cout 


<


return0;


}


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