C++队列

队列：queue

API: C++ queue

队列是一种FIFO（先进先出）的数据结构

头文件：# include<queue>

定义一个队列：queue<T> queueName; ，和stack一样，队列也可以包含pair元素

queue<char, list<char>> q1;
queue<int, deque<int>> q2;

基本函数

经典例题

双端队列：deque

API: C++ deque

std::deque 是有索引的序列容器，允许在首尾两端快速插入和删除元素。（任意端的插入删除操作不会使指向其他元素的指针(or 引用)失效）

特性：①非连续存储 ②索引访问必须进行二次指针解引用 ③存储按需自动扩张&收缩 ④拥有较大的最小内存开销（只保有一个元素的 deque 必须分配它的整个内部数组）

存储方式：典型实现采用一系列单独分配的固定尺寸数组，外加额外的簿记数据

常见操作复杂度：

• 随机访问——常数 O(1)。
• 在结尾或起始插入或移除元素——常数 O(1)。
• 插入或移除元素——线性 O(n)。

成员类型

待补充，在实战中学习

基础函数

带*为C++11新特性

访问与赋值

容量

修改器

详细说明：assign()

std::deque<char> characters;// 用法1
void assign(size_type count, const T& value);
characters.assign(5, 'a');  // 容器：a a a a a// 用法2
void assign( InputIt first, InputIt last );
const std::string extra(6, 'b');
characters.assign(extra.begin(), extra.end()); //容器：bbbbbb// 用法3
void assign( std::initializer_list<T> ilist ); // C++11新特性
characters.assign({'C', '+', '+', '1', '1'});  // 容器：C++11

详细说明：insert()

// 用法1
iterator insert( const_iterator pos, const T& value );
iterator insert( const_iterator pos, T&& value ); //C++11 起// 用法3
iterator insert( const_iterator pos, size_type count, const T& value );// 用法4
iterator insert( const_iterator pos, InputIt first, InputIt last );// 用法5 C++11起
iterator insert( const_iterator pos, initializer_list<T> ilist );

详细介绍：resize()

void resize( size_type count );
void resize( size_type count, const value_type& value );

双端例题：LC103 二叉树的锯齿形层序遍历

题目

返回Z字型顺序下，树的节点值数组（层层遍历，从左往右，从右往左，交替）

每层存一个数组，最后返回元素是数组的数组

解答：

class Solution
{
public:vector<vector<int>> zigzagLevelOrder(TreeNode *root){if (!root){return {};}// 使用双端队列deque<TreeNode *> treeq;treeq.push_back(root);// 判断当前，队列从头pop还是从尾popbool lTor = true;vector<vector<int>> answer;while (!treeq.empty()){deque<TreeNode *> temp = treeq;treeq.clear();// 遍历当前层级TreeNode *curnode;// 层级节点值vector<int> levelVec = {};while (!temp.empty()){// 从左至右出，从头出// 子节点从尾端进入，按前序遍历if (lTor){curnode = temp.front();temp.pop_front();levelVec.push_back(curnode->val);if (curnode->left)treeq.push_back(curnode->left);if (curnode->right)treeq.push_back(curnode->right);}else{// 从右至左，从尾出// 子节点从首端进入，后序遍历curnode = temp.back();temp.pop_back();levelVec.push_back(curnode->val);if (curnode->right)treeq.push_front(curnode->right);if (curnode->left)treeq.push_front(curnode->left);}}lTor = !lTor;answer.push_back(levelVec);}return answer;}
};

优先队列：priority_queue

头文件：<queue>

初始化与定义

// elemtype为队列中元素的类型
// what_vector为，存储元素的底层容器是什么
// class_type是一个类，用于比价
std::priority_queue<elem_type, what_vector, class_type> pq;// 创建一个大根堆，默认情况下
std::priority_queue<int> max_heap; 
// 创建一个小根堆
std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> min_heap; // 自定义比较器
struct compare{// 需要重载()运算符bool operator()(int a, int b){return a > b;}
};std::priority_queue<int, std::vector<int>, compare> custom_min_heap;

成员函数

• pop()
• push()
• top()
• front()

【关于优先队列的比较器】

我们可以把堆想象成一个水平横向的会场，最右端为入口（即top）

更尊贵的客人更深入会场，即更靠近会场左端。

而更为尊贵的客人，是在比较器中获得true的那一位。

所以，less重载了operator<，我们获取的却是大根堆，因为更小的元素往里走了。

参考文章

例题：LC264 丑数 II（使用优先队列实现小根堆）