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C++优先级队列解析

优先级队列：是零个或多个元素的集合，优先级队列中每一个元素都有一个优先级，元素的先后的出队顺序是由优先级的高低决定的。优先级高的先出队，优先级低的后出队。

优先级队列的主要特点：从一个集合中能够快速的查找到和删除最大值和最小值的元素。

1.入队解释图：

2.出队解释图：

3.代码：

PriorityQueue.h

#pragma once
#ifndef MYPRIORITYQUEUE_H
#define MYPRIORITYQUEUE_H
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
class MyPriorityQueue
{ 
   
public:
	MyPriorityQueue();
	void inQueue(const T & value);
	void outQueue();
	T topQueue();
	~MyPriorityQueue();


	void siftDown(int pos);
	void siftUp(int pos);
	void resize();
	T * data;
	int size;
	int Max_size;
};

#endif // !MYPRIORITYQUEUE_H

PriorityQueue.cpp递减

#include"PriorityQueue.h"
template<class T>
MyPriorityQueue<T>::MyPriorityQueue()
{ 
   
	this->size = 0;
	this->Max_size = 1024;
	data = new T[Max_size];
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::inQueue(const T &value)
{ 
   
	if (size==Max_size-1)
	{ 
   
		resize();
	}
	data[++size] = value;
	siftUp(size);
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::outQueue()
{ 
   
	if (size==0)
	{ 
   
		return;
	}
	T temp;
	temp = data[1];
	data[1] = data[size--];
	siftDown(1);
}
template<class T>
T MyPriorityQueue<T>::topQueue()
{ 
   
	if (size==0)
	{ 
   
		return NULL;
	}
	return data[1];
}
template<class T>
MyPriorityQueue<T>::~MyPriorityQueue()
{ 
   
	delete data;
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::siftDown(int pos)
{ 
   
	T temp = data[pos];
	int child;
	for (;pos*2<=size;pos=child)
	{ 
   
		child = pos * 2;
		if (child !=size&&data[child +1]<data[child])
		{ 
   
			child = child + 1;
		}
		if (temp>data[child])
		{ 
   
			data[pos] = data[child];
		}
		else
		{ 
   
			break;
		}
	}
	data[pos] = temp;
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::siftUp(int pos)
{ 
   
	T temp = data[pos];
	for (;pos>1&&temp<data[pos/2];pos/=2)
	{ 
   
		data[pos] = data[pos / 2];
	}
	data[pos] = temp;
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::resize()
{ 
   
	Max_size = Max_size * 2;
}

PriorityQueue.cpp递增

#include"PriorityQueue.h"
template<class T>
MyPriorityQueue<T>::MyPriorityQueue()
{ 
   
	this->size = 0;
	this->Max_size = 1024;
	data = new T[Max_size];
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::inQueue(const T &value)
{ 
   
	if (size==Max_size-1)
	{ 
   
		resize();
	}
	data[++size] = value;
	siftUp(size);
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::outQueue()
{ 
   
	if (size==0)
	{ 
   
		return;
	}
	T temp;
	temp = data[1];
	data[1] = data[size--];
	siftDown(1);
}
template<class T>
T MyPriorityQueue<T>::topQueue()
{ 
   
	if (size==0)
	{ 
   
		return NULL;
	}
	return data[1];
}
template<class T>
MyPriorityQueue<T>::~MyPriorityQueue()
{ 
   
	delete data;
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::siftDown(int pos)
{ 
   
	T temp = data[pos];
	int child;
	for (;pos*2<=size;pos=child)
	{ 
   
		child = pos * 2;
		if (child !=size&&data[child +1]>data[child])
		{ 
   
			child = child + 1;
		}
		if (temp<data[child])
		{ 
   
			data[pos] = data[child];
		}
		else
		{ 
   
			break;
		}
	}
	data[pos] = temp;
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::siftUp(int pos)
{ 
   
	T temp = data[pos];
	for (;pos>1&&temp>data[pos/2];pos/=2)
	{ 
   
		data[pos] = data[pos / 2];
	}
	data[pos] = temp;
}
template<class T>
void MyPriorityQueue<T>::resize()
{ 
   
	Max_size = Max_size * 2;
}

main.cpp
注意此处使用的是.cpp头文件，不能使用.h头文件了，不要回连接处错误。因为此处用的还是模板类

#include"PriorityQueue.cpp" 
int main()
{ 
   
	MyPriorityQueue<int> pq;
	pq.inQueue(2);
	pq.inQueue(5);
	pq.inQueue(10);
	pq.inQueue(4);
	while (pq.size!=0)
	{ 
   
		std::cout << pq.topQueue() << " ";
		pq.outQueue();
	}
	system("pause");
	return 0;
}

4.结果：

5.本地优先级队列API

其实在C++的queue库中有优先级队列的接口API

使用时要包含头文件#include ＜queue＞

基本操作:
top 访问队头元素
empty 队列是否为空
size 返回队列内元素个数
push 插入元素到队尾 (并排序)
emplace 原地构造一个元素并插入队列
pop 弹出队头元素
swap 交换内容

//升序队列
priority_queue <int,vector<int>,greater<int> > q;
//降序队列
priority_queue <int,vector<int>,less<int> >q;

代码：

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{ 
   
	priority_queue<char,vector<char>,less<char>> a;
	a.push('b');
	a.push('c');
	a.push('a');
	a.push('s');
	while (!a.empty())
	{ 
   
		cout << a.top() << " ";
		a.pop();
	}
	system("pause");
	return 0;
}