详解优先级队列priority_queue(应用+模拟实现)

优先级队列的概念

  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:

在这里插入图片描述
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。

priority_queue应用

优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器,在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成 堆的结构,因此priority_queue就是堆,所有需要用到堆的位置,都可以考虑使用priority_queue。注意: 默认情况下priority_queue是大堆

在这里插入图片描述

  1. 优先级队列默认情况下是大堆
int main()
{//优先级队列默认情况下是大堆priority_queue<int>q1;	//默认构造q1.push(4);q1.push(1);q1.push(2);q1.push(3);q1.push(5);cout << q1.size() << endl;cout << q1.top() << endl;vector<int>v{ 3, 8, 2, 6, 0, 1, 9, 5, 7, 4 };priority_queue<int>q2(v.begin(),v.end());	//区间构造cout << q2.size() << endl;cout << q2.top() << endl;q2.pop();cout << q2.top() << endl;system("pause");return 0;
}

在这里插入图片描述
2. 如何创建小堆
在这里插入图片描述
第一个参数代表优先级队列里元素的类型,第二个参数代表优先级队列在底层的时候,把元素放到vector里面,在放之前要先对优先级队列里元素进行比较,怎么比较,就是第三个参数,优先级中元素的比较规则,默认为less,按照小于的方式进行比较得到的是大堆,所以我们如果要建小堆,就用大于的方式进行比较

vector<int>v{ 3, 8, 2, 6, 0, 1, 9, 5, 7, 4 };
priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>q2(v.begin(),v.end());	//区间构造
cout << q2.size() << endl;
cout << q2.top() << endl;

在这里插入图片描述
3. 如果在priority_queue中放自定义类型的数据,用户需要在自定义类型中提供> 或者< 的重载。

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day):_year(year), _month(month), _day(day){}//自定义数据类型需要给出自己的比较规则bool operator<(const Date& d)const {return _day < d._day;}private:int _year;int _month;int _day;
};
priority_queue<Date>q;
Date d1(2019, 10, 18);
Date d2(2019, 10, 17);
Date d3(2019, 10, 16);//如果在优先级队列中插入的是自定义数据类型的元素,插入元素期间必须进行元素的比较
//(less : greater)
//需要对自定义类型的元素进行大于或者小于的比较
//类中:必须重载>或者<的符号
q.push(d1);
q.push(d2);
q.push(d3);
  1. 有些情况下,用户可能需要提供比较器
    指针:虽然可以直接比较,但是按结果地址给出大小堆,如果想要让其按照指针所指向空间元素给出大小堆,必须改变比较规则
    通过仿函数的方式传比较规则
class Compare
{
public:bool operator()(Date* pLeft, Date* pRight){if (pLeft->_day < pRight->_day)return true;return false;}
};
priority_queue<Date*,vector<Date*>,Compare>q2;
q2.push(&d3);
q2.push(&d1);
q2.push(&d2);
//按这种方式默认情况给出的不完全是大堆,有些情况给出的是小堆
//他是把指针排成了大小堆,我们需要让指针里所指向的值排成大小堆

在这里插入图片描述

在具体问题中的应用

优先级队列最主要的应用就是解决TopK问题
在这里插入图片描述
可以先排降序,然后数组中第k个元素的下标就是K-1

class Solution {
public:int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {//默认给出升序序列,按降序方式排//类型后面跟一个()就相当于创建了一个没有名字的对象//函数调用期间要用类对象sort(nums.begin(),nums.end(),greater<int>());return nums[k-1];}
};
 //建大堆
priority_queue<int>q(nums.begin(),nums.end());
for(size_t i =0 ;i < k-1; ++i){q.pop();}
return q.top();

由于篇幅不易过长,所以接下来两个知识点,另外写两篇体现,以下是链接

容器适配器

详解容器适配器

模拟实现

模拟实现优先级队列

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/383142.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

c++中容器适配器

什么是容器适配器 适配器是一种设计模式(设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结)&#xff0c;该中模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。 stack模拟封装 template<class T,class Container deque<T>>cl…

模拟实现priority_queue优先级队列

优先级队列 无参构造 priority_queue():c(){}区间构造 区间构造需要用到迭代器&#xff0c;而迭代器每个容器的类型不一样&#xff0c;所以用模板给出&#xff0c;初始化列表&#xff0c;把用户给进来的元素空间起始位置&#xff0c;放到优先级队列中底层空间的位置&#xf…

详解malloc,calloc,realloc原理及其模拟实现

malloc原理 malloc它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时&#xff0c;它沿连接表寻找一个大到足以满足 用户请求所需要的内存块。然后&#xff0c;将该内存块一分为二&#xff08;一块的大小与用户请求的大小相等&#xff0c;另一块的大…

c++动态内存管理题目

malloc/free和new/delete的区别 malloc/free和new/delete的共同点是&#xff1a;都是从堆上申请空间&#xff0c;并且需要用户手动释放。不同的地方是&#xff1a; malloc和free是函数&#xff0c;new和delete是操作符malloc申请的空间不会初始化&#xff0c;new可以初始化ma…

私人博客定制----封装数据库接口

封装MySQLAPI 我们先把初始化句柄和断开句柄进行一个封装 static MYSQL* MySQLInit(){ //1.初始化一个Mysql句柄建立连接 MYSQL* connect_fd mysql_init(NULL); //2.和数据库建立连接 if (mysql_real_connect(connect_fd, "127.0.0.1", "root&quo…

私人博客定制---服务器接口封装

实现服务器接口 我们用一个http服务器作为底层&#xff0c;但是c中并没有先成的http服务器&#xff0c;所以我在GitHub上找到一个牛人写的http服务器&#xff0c;拿来直接用&#xff0c;节省本项目开发的时间 这是服务器的链接地址 上面有详细的使用方法&#xff0c;本文就不再…

私人博客定制

项目背景 可行性方面 需求分析&#xff1a; 详细设计&#xff1a; 数据库设计 博客管理API的设计 标签相关API 服务器端的实现 对数据库操作进行封装 对服务器操作进行封装 客户端实现 具体操作 使用markdown 具体实现 测试 项目效果展示 维护 完整代码 项目…

初识c++中的函数模板

函数模板 函数模板概念 函数模板:编译器生成代码的一个规则。函数模板代表了一个函数家族&#xff0c;该函数模板与类型无关&#xff0c;在使用时被参数化&#xff0c;根据实参类型产生函数的特定类型版本。 函数模板格式 //要让这个函数与类型无关 //Add函数模板 template…

深入理解c++中的函数模板

非类型模板参数 模板参数分类类型形参与非类型形参。 类型形参&#xff1a;出现在模板参数列表中&#xff0c;跟在class或者typename之类的参数类型名称。 非类型形参&#xff0c;就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数&#xff0c;在类(函数)模板中可将该参数当成常量来使…

c++中的IO流

c语言中的IO操作 标准类型的输入输出: 输入------>数据来源是通过键盘进行输入输出------>程序中的数据输出到控制台 c语言中: scanf:输入 printf:输出 两个函数的相同点 1 —格式串 2 —不定参数 两个函数的缺陷 1 —用户要提供数据的格式—用户要记忆大量的格式串—…

201301 JAVA2~3级---走格子

请编写一个函数&#xff08;允许增加子函数&#xff09;&#xff0c;计算n x m的棋盘格子&#xff08;n为横向的格子数&#xff0c;m为竖向的格子数&#xff09;沿着各自边缘线从左上角走到右下角&#xff0c;总共有多少种走法&#xff0c;要求不能走回头路&#xff0c;即&…

复习Linux基本操作----常见指令

Linux基本操作 ls命令 ls(list):相当于windows上的文件资源管理器 语法&#xff1a; ls [选项][目录或文件] 功能&#xff1a;对于目录&#xff0c;该命令列出该目录下的所有子目录与文件。对于文件&#xff0c;将列出文件名以及其他信息。 常用选项&#xff1a; -a 列出目…

复习Linux基础操作---权限操作

shell命令以及运行原理 Linux严格意义上说的是一个操作系统&#xff0c;我们称之为“核心&#xff08;kernel&#xff09;“ &#xff0c;但我们一般用户&#xff0c;不能直接使用kernel。而是通过kernel的“外壳”程序&#xff0c;也就是所谓的shell&#xff0c;来与kernel沟…

【剑指offer】_01 (二维数组中的查找)

题目描述 在一个二维数组中&#xff08;每个一维数组的长度相同&#xff09;&#xff0c;每一行都按照从左到右递增的顺序排序&#xff0c;每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数&#xff0c;输入这样的一个二维数组和一个整数&#xff0c;判断数组中是否含有该…

【剑指offer】_02替换空格

题目描述 请实现一个函数&#xff0c;将一个字符串中的每个空格替换成“%20”。例如&#xff0c;当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。 解题思路 首先我们先算出整个字符串的长度&#xff0c;还有总共多少个空格。因为空格只占一个字节&#…

【剑指offer】_04 重建二叉树

题目描述 输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果&#xff0c;请重建出该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6}&#xff0c;则重建二叉树并返回。 解题思路 用前序的顺序…

再谈c++中的多态

何为多态 多态的概念&#xff1a;通俗来说&#xff0c;就是多种形态&#xff0c;具体点就是去完成某个行为&#xff0c;当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。 多态的实现 在继承的体系下 基类中必须有虚函数(被virtual关键字修饰的成员函数)&#xff0c;在派生类中必须…

再谈c++中的继承

继承的概念 继承(inheritance)机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段&#xff0c;它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展&#xff0c;增加功能&#xff0c;这样产生新的类&#xff0c;称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构&#xff0c;体现了…

红黑树概念及其相关操作的实现

红黑树的概念 红黑树&#xff0c;是一种二叉搜索树&#xff0c;但它并不像AVL树一样&#xff0c;每个结点绑定一个平衡因子。但在每个结点上增加一个存储位表示结点的颜色&#xff0c;可以是Red或Black。 通过 对任何一条从根到叶子的路径上各个结点着色方式的限制&#xff0c…

模拟实现STL中map和set容器

红黑树的迭代器 //红黑树的迭代器 template<class T> struct RBTreeIterator {typedef RBTreeNode<T>Node;typedef RBTreeIterator<T> Self; public:RBTreeIterator(Node* pNode nullptr):_pNode(pNode){}//具有指针操作T& operator*(){return _pNode-…