欢迎来到尧图网

客户服务 关于我们

您的位置:首页 > 健康 > 美食 > C++:priority_queue(优先级队列)的模拟实现

C++:priority_queue(优先级队列)的模拟实现

2025/2/24 13:10:46 来源:https://blog.csdn.net/Another_Shi/article/details/142031384  浏览:    关键词:C++:priority_queue(优先级队列)的模拟实现

目录

一、什么是优先级队列

二、优先级队列的定义

三、优先级队列的常用接口

四、模拟实现一个优先级队列

1、posh接口 

2、empty接口、size接口和top接口

3、pop接口

4、构造函数

五、整体代码


一、什么是优先级队列

        首先优先级队列不是队列,C++ 中的优先队列是STL中的派生容器当你往优先级队列里存放数据的时候,它会像堆一样存放数据,将最大的数据或最小的数据放到前面

(至于什么是堆可以看这篇文章->堆的实现)


二、优先级队列的定义

其中:

T 是数据的类型

Container 是容器类型,vector<T> 是容器;

Compare 是作为仿函数容器,决定了是最大的数据还是最小的数据放在前面。


三、优先级队列的常用接口

empty判断优先级队列是否为空(空返回ture,反之返回false)
size返回优先级队列的数据个数
top返回优先级队列第一个数据
push向优先级队列添加数据
pop删除优先级队列中的数据
swap交换两个优先级队列里的数据

四、模拟实现一个优先级队列

        (以大堆为例)

        我们要实现一个优先级队列,最开始要搭建好它的底层。

template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T> >
class priority_queue
{
public:private:Container c;Compare comp;
};

vector<T> 作为容器(或者其它)构建一个自变c同理用 liss<T>作为容器,构建仿函数comp

因为优先级队列会像堆一样存放数据,所以实现优先级队列基本就是实现一个堆。


1、posh接口 

  • 若我们向一个堆里存放数据后,需要向上调整,所以需要一个向上调整数据的函数 adjust_up()

 (注:在标准库里有adjust_up()函数,但我们是要自己完成一个)

void adjust_up(int child)
{int parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){if (c[parent] < c[child]){swap(c[parent], c[child]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}elsebreak;}
}

但这个代码不够好,(事先说明下面还有一个向下调整函数)若我们想用小堆嘞?总不可能要在类里一个个改它们的比较方式吧,这时候仿函数就该英雄出场了。

if (c[parent] < c[child]) -> if (comp(c[parent], c[child]))

将if中的判断改为函数判断的形式,我们只需在判断函数里修改即可。 

所以push接口可以写成这样↓

void push(const T& x)
{c.push_back(x);adjust_up(c.size() - 1);
}

2、empty接口、size接口和top接口

因为我们借用了vector作为容器,所以我们可以使用它的接口来代替优先级队列的接口。

bool empty() const
{return c.empty();
}size_t size() const
{return c.size();
}size_t size() const
{return c.size();
}

3、pop接口

当我们要删除数据的时候删堆顶的数据,要将堆顶的数据和堆最后的数据互换,然后在利用容器的接口来删除数据。

void pop()
{swap(c[0],c[c.size() - 1]);c.pop_back();adjush_dowm();
}
  • 这里我们需要利用向下调整函数adjust_down()将优先级队列重新排好序。 
void adjush_dowm()
{int parent = 0;int child = parent * 2 + 1;while (child < c.size()){if (child + 1 < c.size() && comp(c[child], c[child + 1])){child++;}if (comp(c[parent], c[child])){swap(c[parent], c[child]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}elsebreak;}
}

 这样我们的优先级队列的大部分接口就实现了。现在我们还差它的构造函数了。


4、构造函数

priority_queue() {};
//利用迭代器来构造优先级队列
template <class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
{InputIterator it = first;while (it != last){push(*it);it++;}
}

五、整体代码

template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T> >
class priority_queue
{
public:priority_queue() {};template <class InputIterator>priority_queue(InputIterator first, InputIterator last){InputIterator it = first;while (it != last){push(*it);it++;}}void adjust_up(int child){int parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){if (comp(c[parent], c[child])){swap(c[parent], c[child]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}elsebreak;}}void push(const T& x){c.push_back(x);adjust_up(c.size() - 1);}bool empty() const{return c.empty();}size_t size() const{return c.size();}const T& top() const{return c[0];}void adjush_dowm(){int parent = 0;int child = parent * 2 + 1;while (child < c.size()){if (child + 1 < c.size() && comp(c[child], c[child + 1])){child++;}if (comp(c[parent], c[child])){swap(c[parent], c[child]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}elsebreak;}}void pop(){swap(c[0],c[c.size() - 1]);c.pop_back();adjush_dowm();}private:Container c;Compare comp;};

版权声明:

本网仅为发布的内容提供存储空间,不对发表、转载的内容提供任何形式的保证。凡本网注明“来源:XXX网络”的作品,均转载自其它媒体,著作权归作者所有,商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

我们尊重并感谢每一位作者,均已注明文章来源和作者。如因作品内容、版权或其它问题,请及时与我们联系,联系邮箱:809451989@qq.com,投稿邮箱:809451989@qq.com

热搜词