STL 栈,队列,优先队列用法

STL 中栈的使用方法(stack)

#include <stack>

基本操作:

push(x) 将x加入栈中,即入栈操作

pop() 出栈操作(删除栈顶),只是出栈,没有返回值

top() 返回第一个元素(栈顶元素)

size() 返回栈中的元素个数

empty() 当栈为空时,返回 true

STL 中队列的使用(queue)
#include <queue>

基本操作:

push(x) 将x压入队列的末端

pop() 弹出队列的第一个元素(队顶元素),注意此函数并不返回任何值

front() 返回第一个元素(队顶元素)

back() 返回最后被压入的元素(队尾元素)

empty() 当队列为空时,返回true

size() 返回队列的长度

 

———-  栈和队列的用法都相对简单,下面详细介绍优先队列的用法 ———–

STL 中优先队列的使用详细介绍(priority_queu)

#include <queue>

 

基本操作:

empty() 如果队列为空返回真

pop() 删除对列首元素

push() 加入一个元素

size() 返回优先队列中拥有的元素个数

top() 返回优先队列首元素

在默认的优先队列中,优先级高的先出队。

标准库默认使用元素类型的 < 操作符来确定它们之间的优先级关系。

 

(1)优先队列的第一种用法,这是最常用的默认的优先级用法,也就是优先级高的先出队列,例如说一个int优先队列,那么出队的时候就是int大的先出队列。

下面给出一个例子:

 

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. #include <iostream>
  2. #include <queue>
  3. using namespace std;
  4. int main()
  5. {
  6.     priority_queue<int> q;
  7.     for(int i = 1;i <= 5;i++)
  8.     {
  9.         q.push(i);
  10.     }
  11.     for(int i = 0;i < 5;i++)
  12.     {
  13.         cout<<q.top()<<endl;
  14.         q.pop();
  15.     }
  16.     return 0;
  17. }

运行结果可想而知,就是从大到小的: 5 4 3 2 1

 

 

(2)那么如果想要优先队列中低优先级的元素先出队列,怎么办呢? — 自定义优先级

①方法一:我们可以传入一个比较函数,使用functional头文件中的greater函数对象作为比较函数

注意:首先要添加头文件:#include <functional>

priority_queue< int,vector<int>,greater<int> > q; // 注意:> > 误写成>> 会报错

这样我们就创建了一个低优先级元素先出对列的优先队列。

修改上面的例子,运行,就会发现,输出的顺序变成了:1 2 3 4 5。

当然,与greater相对的less,如果传入less这个比较函数,那么就是高优先级元素先出队列了。

priority_queue< int,vector<int>,less<int> > q;

priority_queue<int> q;

以上创建的优先队列是相同的。

 

②方法二:自己实现比较函数

 

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. struct cmp1
  2. {
  3.     bool operator ()(int x,int y)
  4.     {
  5.         return x>y; //小值优先
  6.     }
  7. };

 

priority_queue<int,vector<int>,cmp1 > q;

这样就创建了一个小值元素先出队列的优先队列,这里的 cmp1 作用就相当于 greater

同理我们可以写出:

 

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. struct cmp2
  2. {
  3.     bool operator ()(int x,int y)
  4.     {
  5.         return x<y; //大值优先
  6.     }
  7. };

priority_queue<int,vector<int>,cmp2 > q;

 

这里就是创建了一个大值元素先出队列的优先队列,这里的 cmp2 作用也就是相当于 less

 

(3)假如优先队列中的元素是一个结构对象或者是类对象,那么如何重新自定义其优先级比较呢?

例子一:定义一个结构体,这个结构体只有一个元素 x 。

①低优先级元素先出队列,也就是x值小的先出队列。

 

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. struct number1
  2. {
  3.     int x;
  4.     bool operator < (const number1 &a) const
  5.     {
  6.         return x>a.x;//小值优先
  7.     }
  8. };

 

 

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. number1 num1[5];
  2.     priority_queue<number1>q;
  3.     for(int i = 1; i <= 5; i++)
  4.     {
  5.         num1[i].x = i;
  6.         q.push(num1[i]);
  7.     }
  8.     for(int i = 1; i <= 5; i++)
  9.     {
  10.         cout<<q.top().x<<endl;
  11.         q.pop();
  12.     }

输出: 1 2 3 4 5

②高优先级元素先出队列,也就是x值大的先出队列。

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. struct number2
  2. {
  3.     int x;
  4.     bool operator < (const number2 &a) const
  5.     {
  6.         return x<a.x;//大值优先
  7.     }
  8. };

注意到:结构体中重载的运算符只可以是 <, 因为标准库默认使用元素类型的 < 操作符来确定它们之间的优先级关系,如果重载 > ,那么会编译错误。

 

例子二:在上面的例子中,我们是将 结构体中的 x 的大小当做是优先级比较值了。下面给出另一例子,这个例子更具有一般性。

 

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. struct node
  2. {
  3.     friend bool operator < (node n1, node n2)
  4.     {
  5.         return n1.priority < n2.priority;
  6.     }
  7.     int priority;
  8.     int value;
  9. };

在这个结构体中,priority表征优先级值。

 

 

[cpp][/cpp] view plaincopy

  1. priority_queue<node> qn;
  2.     node b[5];
  3.     b[0].priority = 6; b[0].value = 1;
  4.     b[1].priority = 9; b[1].value = 5;
  5.     b[2].priority = 2; b[2].value = 3;
  6.     b[3].priority = 8; b[3].value = 2;
  7.     b[4].priority = 1; b[4].value = 4;
  8.     for(int i = 0; i < 5; i++)
  9.         qn.push(b[i]);
  10.     cout<<“优先级”<<‘\t'<<“值”<<endl;
  11.     for(int i = 0; i < 5; i++)
  12.     {
  13.         cout<<qn.top().priority<<‘\t'<<qn.top().value<<endl;
  14.         qn.pop();
  15.     }

 

输出结果为:
优先级  值
9          5
8          2
6          1
2          3
1          4

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