目录
一、priority_queue的介绍
二、 priority_queue的本质
三、priority_queue的使用
四、priority_queue的模拟实现
总结
一、priority_queue的介绍
首先让我们通过阅读优先级队列的官方文档
简单翻译一下
1. 优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。2. 此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素 ( 优先队列中位于顶部的元素) 。3. 优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类 queue 提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“ 尾部 ” 弹出，其称为优先队列的顶部。4. 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：empty() ：检测容器是否为空size() ：返回容器中有效元素个数front() ：返回容器中第一个元素的引用push_back() ：在容器尾部插入元素5. 标准容器类 vector 和 deque 满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的 priority_queue 类实例化指定容器类，则使用vector 。6. 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、 push_heap 和 pop_heap 来自动完成此操作。
二、 priority_queue的本质
通过阅读优先级队列的模板，我们可以看到priority_queue默认使用vector作为底层的存储数据的容器，然后在vector之上又使用了堆算法将vector中的元素构成堆的结构，因此我们可以认为优先级队列就是堆，所有需要的堆的位置都可以使用 priority_queue（比如：top_k问题）。对于堆来说，大堆还是小堆是十分关键的，让我们将目光看向第三个类模板参数，
Compare = less<typename Container::value_type>
这里的less是类中仿函数的使用，其本质其实就是判断是否小于：
此时我们已经彻底了解了优先级队列的本质，接下来我们开始学习使用该容器：
三、priority_queue的使用
下面我们简单的使用一下上面提到的函数
#include <queue>
#include <iostream>int main() {std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::less<int>> pq;pq.push(3);pq.push(1);pq.push(4);pq.push(1);while (!pq.empty()) {std::cout << pq.top() << " ";pq.pop();}return 0;
}
输出结果为：4 3 1 1
在上面的代码中，我们创建了一个存储整数的优先队列pq，并依次插入了4个元素。然后，我们使用top()函数和pop()函数访问和移除元素，最后使用empty()函数检查队列是否为空。
其实我们对于优先级队列的使用就是对于堆的使用。
四、priority_queue的模拟实现
最基础的就是建堆
template <class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
{while (first != last){c.push_back(*first);first++;}for (int i = (c.size() - 2) / 2; i >= 0; i++)//-1是数组下标里面-1，再-1 /2是找 最后一个孩子的爹{AdjustDown(i);}
}//向下调整
void AdjustDown(int parent)
{size_t child = parent * 2 + 1;while (child < c.size()){if (child + 1 < c.size() && comp(c[child], c[child + 1]))child++;//找到最大的左右孩子之一if (comp(c[parent], c[child])){swap(c[parent], c[child]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else break;}
}Container c;Compare comp;其次就是添加和减少：
void push(const T& x){c.push_back(x);AdjustUp(c.size() - 1);}void AdjustUp(int child){int parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){if(comp(c[parent], c[child])){std::swap(c[parent], c[child]);child=parent ;parent = (child - 1) / 2;}else break;}}void pop(){std::swap(c[0], c[c.size() - 1]);c.pop_back();AdjustDown(0);}最后就是其他比较简单的函数
bool empty() const{return c.empty();}size_t size() const{return c.size();}const T& top() const{return c[0];}
总结
优先队列是一种特殊的队列，其中存储的元素按照一定的优先级进行排列。在priority_queue中，优先级最高的元素能够快速被访问和删除。
