一、简介

Priority Queue（优先队列） 是一种常用的数据结构，它基于每个元素关联的优先级而组织元素，确保高优先级的元素先被处理。在实际应用中，优先队列常用于解决与优先级相关的问题，如任务调度、图算法等。

二、基本概念

1. 特性

• 按优先级排列： 元素按照优先级的高低进行排序。
• 高优先级先出： 在处理元素时，高优先级的元素会先被取出。
• 支持动态更新： 可以动态更新元素的优先级。

2. 实现方式

优先队列可以通过不同的数据结构来实现，常见的有：

• 堆（Heap）： 二叉堆是实现优先队列的一种常见选择，支持高效的插入和删除操作。
• 有序数组： 使用有序数组也可以实现优先队列，但插入和删除操作的效率可能较低。

三、C++ 中的 Priority Queue 

在 C++ 中，标准库提供了 std::priority_queue 来实现优先队列。

1. 头文件引入

#include <queue>

2. 基本用法

#include <iostream>
#include <queue>int main() {// 定义一个最大堆（默认情况下是最大堆）std::priority_queue<int> maxHeap;// 定义一个最小堆std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> minHeap;// 插入元素maxHeap.push(3);maxHeap.push(1);maxHeap.push(4);// 访问队首元素std::cout << "Top element of maxHeap: " << maxHeap.top() << std::endl;// 删除队首元素maxHeap.pop();// 获取队列大小std::cout << "Size of maxHeap: " << maxHeap.size() << std::endl;return 0;
}

3. 自定义比较函数

如果要使用自定义的比较函数来定义优先级，可以通过提供一个自定义的比较函数或使用 lambda 表达式。

#include <queue>struct Compare {bool operator()(int a, int b) {// 自定义比较函数return a > b; // 最小堆}
};int main() {std::priority_queue<int, std::vector<int>, Compare> customHeap;customHeap.push(3);customHeap.push(1);customHeap.push(4);return 0;
}