【C++】STL优先级队列（priority

【C++】STL优先级队列（priority_queue）

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priority_queue 基本介绍

priority_queue就是优先级队列。其头文件就是queue，但是队列和优先级队列关系不大，两个是不同的数据结构。但二者都是适配器，容器适配器。

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优先级队列中存放的数据是有优先级的。

其内部有以下成员方法，其中常用的就empty, size, top, push, pop。

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直接演示一下常用方法的使用：

我们看到用法几乎是与栈和队列一样。但是这里打印结果是排好序了（降序）。所以，优先级队列默认情况下是大的优先。

优先级队列的适配器

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看其第二个模板参数：class Container = vector，这就是容器适配器。因此我们可以将其底层的容器改为其他的容器（list不行）：

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第三个模板参数compare

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跟sort用法很像，sort第三个参数传的是一个对象，比如说给sort传greater()就是降序，而这里传的是类型，比如说传greater就是小堆。可以看到，模板参数缺省值为less，可能有的同学不知道value_type是啥，其实就是我们日常放在容器中的元素类型，就是那个T，T可以为int、char什么的都行。所以我们默认情况下参数 Compare 就是less的类型，那么就是大堆。

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这样就变成了小堆，每次取堆顶的值就是最小值。

传greater时是小堆。
传less时是大堆。

使用优先级队列来解决这个问题：数组中第K个最大的元素

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题目中有要求，必须设计时间复杂度为O(N)的算法。那么先进行排序操作的同学就另寻他路吧。这道题就可以用到优先级队列，就是堆。先把堆建好，然后pop k-1次后的堆顶就是第k大的元素。

class Solution 
{
public:int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {priority_queue<int> pq(nums.begin(), nums.end());while(--k){pq.pop();}return pq.top();}
};

priority_queue 的模拟实现

堆的实现的核心无非就是向上调整和向下调整。而堆虽然逻辑结构上是二叉树，但是实际物理结构就是数组。我们用C++写，默认容器就是vector，因为随机访问数据的次数比较多。我们很多地方就可以直接复用vector中的函数接口，所以就需要自己动手写两个，一个是向上调整，一个是向下调整。

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iostream>namespace Flash
{template<class T, class Container = std::vector<T>,class Compare = less<T>>class priority_queue{private://向上调整void adjust_up(size_t child){Compare com;size_t parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){//if (_con[child] > _con[parent])//if (_con[parent] < _con[child])if (com(_con[parent], _con[child])){std::swap(_con[child], _con[parent]);}else{break;}child = parent;parent = (child - 1) / 2;}}//向下调整void adjust_down(size_t parent){Compare com;size_t child = parent * 2 + 1;while (child < _con.size()){if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1])){++child;}//if (_con[parent] < _con[child])if (com(_con[parent], _con[child])){std::swap(_con[child], _con[parent]);}else{break;}parent = child;child = parent * 2 + 1;}}public:void push(const T& x){_con.push_back(x);adjust_up(_con.size() - 1);}void pop(){std::swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);_con.pop_back();adjust_down(0);}const T& top(){return _con[0];}bool empty()const{return _con.empty();}int size()const{return _con.size();}private:Container _con;};template<class T>struct less{bool operator()(const T& L, const T& R){return L < R;}};template<class T>struct greater{bool operator()(const T& L, const T& R){return L > R;}};}