c++++ stl 中的 priority_queue 可通过模板参数自定义比较器来实现最小堆或结构体排序。默认情况下 priority_queue 是一个最大堆,若要创建最小堆,应使用 std::greater 作为比较函数,例如:std::priority_queue, std::greater> min_heap;对于结构体类型,可采用方法一重载

C++ STL 中的 priority_queue 是一种非常实用的数据结构,特别适合处理需要动态维护最大值或最小值的问题。它的底层实现是堆(heap),默认情况下是一个最大堆,也就是说每次取出的是当前队列中最大的元素。

如果你需要用到优先队列,并希望自定义排序方式,比如按某个结构体的字段排序,或者实现一个最小堆,那这篇文章正好能帮到你。

一、基本用法:构造与默认行为
priority_queue 的使用其实很简单,它在 头文件里定义。最简单的声明如下:
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#include std::priority_queue pq;
这个 pq 就是一个默认的最大堆。插入和取出元素的方式如下:
插入:pq.push(x);取出最大值:pq.top();删除最大值:pq.pop();
注意,你不能直接遍历 priority_queue,也不能访问中间的元素,只能操作顶部的那个最大值。
二、如何创建最小堆?
有时候我们想让优先队列按照最小值来弹出,这时候就需要改变默认的比较函数。STL 提供了一个模板参数来传入比较器,默认是 less,也就是最大堆。
要创建一个最小堆,可以这样写:
std::priority_queue<int, std::vector, std::greater> min_heap;
这里的三个模板参数分别是:
元素类型容器类型(一般用 vector)比较函数对象(这里用了 greater)
现在 min_heap.top() 返回的就是当前队列中最小的元素。
三、自定义结构体的排序方式
当你想用一个结构体作为优先队列的元素时,就需要自己定义比较逻辑了。比如有一个表示任务的结构体:
struct Task { int priority; std::string name;};
你想根据 priority 来决定谁先被取出,这时候有两种方法:
方法一:重载运算符
你可以为结构体重载 运算符:
bool operator<(const Task& a, const Task& b) { return a.priority < b.priority; // 默认是最大堆}
这样可以直接声明:
std::priority_queue tasks;
但这种方式会影响全局,可能和其他代码冲突。
方法二:自定义比较器类
更推荐的做法是传入一个比较器类:
struct CompareTask { bool operator()(const Task& a, const Task& b) { return a.priority < b.priority; // 最大优先级先出 }};std::priority_queue<Task, std::vector, CompareTask> tasks;
这种写法更清晰也更安全,不会影响其他地方的比较逻辑。
四、一些容易忽略的小细节
不能修改已有元素的优先级:一旦元素进入队列,就不能直接修改它的排序依据字段,否则会破坏堆结构。效率问题:虽然插入和弹出的时间复杂度都是 O(log n),但如果频繁操作,还是要注意性能。初始化方式:可以用一组数据初始化优先队列,例如:
std::vector data = {5, 3, 8, 1};std::priority_queue pq(data.begin(), data.end());
这比一个个 push 要高效一些。
基本上就这些。掌握这几个点之后,你就能够灵活地使用 priority_queue 了,不管是基础类型还是结构体都能轻松应对。
以上就是C++ STL priority_queue如何使用 详解优先队列的构造与自定义排序的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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