1. priority_queue介绍

优先级队列是一种容器适配器，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。

2. priority_queue使用

2.1 priority_queue显示定义

priority_queue默认vector作为容器，默认情况下为大堆。

//默认
priority_queue<int> p1;
//显示为大堆
priority_queue<int, vector<int>, less<int>> p2;

若是容器为vector，结构为小堆

priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> p3;

2.2priority_queue接口使用

成员函数	说明
push	往优先级队列中尾插数据
pop	删除堆顶元素
top	获取堆顶元素
empty	判断优先级队列是否为空
size	获取优先级队列的元素个数

示例：

void test()
{priority_queue<int> pq;pq.push(1);pq.push(3);pq.push(4);pq.push(5);pq.push(2);pq.push(6);pq.push(7);while (!pq.empty()){cout << pq.top() << " ";pq.pop();}cout << endl;
}

3. 仿函数

在我们模拟实现priority_queue前，还需要了解仿函数。
仿函数(functor)，就是使一个类的使用看上去像一个函数。其实现就是类中实现一个operator()，这个类就有了类似函数的行为，就是一个仿函数类了。
示例：

struct Less
{bool operator()(const int& val1, const int& val2){return val1 < val2;}};int main()
{Less lessfunc;cout << lessfunc(1, 2) << endl;cout << lessfunc.operator()(1, 2) << endl;//显示调用cout << Less()(1, 2) << endl;//匿名对象return 0;
}

4. priority_queue模拟实现

priority_queue底层默认为堆，所以我们需要清楚向上调整算法和向下调整算法（这里以大堆例）。

4.1 向上调整算法

堆的向上调整算法思想（大堆）：

1. 目标结点与父结点相比较
2. 如果目标结点大于父结点，目标结点就与父结点交换位置，后用当前新的位置作为目标结点继续向上调整。如果目标结点小于父结点，则停止向上调整。此时堆为大堆。
   
   例子： 我们往堆中插入数据89
   
   与父结点相比较大于父结点就交换，继续向上调整。
   
   数据89大于88交换。
   
   直到符合条件为止。
   
   代码：

void adjust_up(size_t child)
{size_t parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){if (c[child]>c[parent]){swap(c[child], c[parent]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}else{break;}}
}

4.2 向下调整算法

堆的向下调整算法思想（大堆）：

1. 目标结点与子结点比较
2. 若是子结点大于目标结点，则与子结点交换位置。用当前新的位置作为目标结点继续向下调整。若是子结点小于目标结点，则停止向下调整，此时堆为大堆。
   示例：
   此时堆的左右子树都为大堆，因此我们可以将父结点向下调整。
   
   判断子节点与当前位置数据的大小，大于则交换位置。
   
   继续判断，向下调整。
   
   直到符合目标结点大于子结点为止，此时堆为大堆。
   
   代码：

void adjust_down(size_t parent)
{size_t  child = parent * 2 + 1;while (child < c.size()){//检查左结点是否大于右结点if (child + 1 < c.size() && c[child+1]>c[child]){child++;}if (c[child]>c[parent]){swap(c[child], c[parent]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else{break;}}
}

4.3 实现priority_queue的接口

 bool empty() const{return c.empty();}size_t size() const{return c.size();}const T& top() {return c[0];}void push(const T& x){c.push_back(x);adjust_up(c.size()-1);}void pop(){swap(c[0], c[size() - 1]);c.pop_back();adjust_down(0);}

4.4 使用仿函数控制priority_queue默认大小堆

我们通过查阅文档可以发现，c++通过改变仿函数对priority_queue队列的默认大小堆的控制。
优势： 相比于函数指针，仿函数更加方便简单，更加利于控制（只需要跟换默认的仿函数）。

4.5 priority_queue模拟实现代码

namespace bit
{template <class T>struct less{bool operator()(const T& val1,const T& val2){return val1 < val2;}};template <class T>struct greater{bool operator()(const T& val1, const T& val2){return val1 > val2;}};template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T> >//这里默认容器是vector 因为要把优先级队列看成一个大堆，堆的物理结构是有序结构。class priority_queue{public:void adjust_up(size_t child){Compare com;size_t parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){if (com(c[parent],c[child])){swap(c[child], c[parent]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}else{break;}}}void adjust_down(size_t parent){size_t  child = parent * 2 + 1;while (child < c.size()){Compare com;if (child + 1< c.size() && com(c[child],c[child+1])){child++;}if (com(c[parent], c[child])){swap(c[child], c[parent]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else{break;}}}bool empty() const{return c.empty();}size_t size() const{return c.size();}const T& top() {return c[0];}void push(const T& x){c.push_back(x);adjust_up(c.size()-1);}void pop(){swap(c[0], c[size() - 1]);c.pop_back();adjust_down(0);}private:Container c;Compare comp;};
};