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优先级队列基本使用及用C++模拟实现

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

优先级队列基本使用及用C++模拟实现

优先级队列 优先级队列 priority_queue

是一个容器适配器。
不符合先进先出。push时随意,pop和top取优先级最高的。
优先级由大小决定,默认大的优先级高,也可以通过仿函数来控制。

基本接口使用

通过示例:向priority_queue pq内push多个无规律的数字,取其top打印,再pop,直至其中没有数据。
会发现结构是一个大堆,默认的top为最大值。
每次出队都会将堆的结构调整,将右下方的最小值与最顶上的交换,再进行向下调整算法。

如果是想要改变优先级
priority_queue, greater> pq
注意第三个模版参数是传递的类型,与改变sort的顺序不同,后者是传入的对象。

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

While(k- -)执行k次,while(- - k)执行k - 1次。

优化:利用优先级队列建立含有k个数据的小堆,再将剩下数据与小堆堆顶比较,比小堆top大,就pop小堆,再将其存放进去。

int findKthLargest(vector& nums, int k) {
        priority_queue, greater> kMinHeap;
        for(size_t i = 0; i < k; i++)
        {
            kMinHeap.push(nums[i]);
        } 
        for(size_t i = k; i < nums.size(); i++)
        {
            if(kMinHeap.top() < nums[i])
            {
                kMinHeap.pop();
                kMinHeap.push(nums[i]);
            }
        }
        return kMinHeap.top();
    }
模拟实现

仿函数——利用自定义类型中的()运算符重载,模拟出函数。
当然不只是用来比大小。比如自定义日期类,向优先级队列中插入不同日期类对象的地址,然后要选出最大的地址。如果直接取出堆顶,只能得到最大的对象地址,但如果利用仿函数重载(),实现两个日期类对象的地址比较时,返回大的日期。

#include 
namespace yfy {
template
class Less
{
public:
    bool operator()(const T& a, const T& b)
    {
        return a < b;
    }
};

template
class Greater
{
public:
    bool operator()(const T& a, const T& b)
    {
        return a > b;
    }
};

template, class Compare = Less>
class priority_queue
{
public:
    priority_queue()
    {}
    
    template 
    priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
    {
        //插入数据
        while(first != last)
        {
            _con.push_back(*first);
            first++;
        }
        //建堆
        for(size_t i = (_con.size() - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
        {
            AdjustDown(i);
        }
    }
    
    Compare com;
    void AdjustUp(size_t child)
    {
        size_t parent = (child - 1) / 2;
        while(child > 0)
        {
            if(com(_con[parent], _con[child]))
            {
                swap(_con[parent], _con[child]);
                child = parent;
                parent = (child - 1) / 2;
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
    }
    
    void AdjustDown(size_t parent)
    {
        size_t l_child = parent * 2 + 1;
        while(l_child < _con.size())
        {
            if(l_child + 1 < _con.size() && com(_con[l_child], _con[l_child + 1]))
            {
                l_child++;
            }
            if(com(_con[parent], _con[l_child]))
            {
                swap(_con[parent], _con[l_child]);
                parent = l_child;
                l_child = parent * 2 + 1;
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
    }
    
    void push(const T& val)
    {
        _con.push_back(val);
        AdjustUp(_con.size() - 1);
    }
    
    void pop()
    {
        swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
        _con.pop_back();
        AdjustDown(0);
    }
    
    const T& top()
    {
        return _con.front();
    }
    
    bool empty()
    {
        return _con.empty();
    }
    
private:
    Container _con;
};

void test1()
{
    priority_queue, Greater> pq;
    pq.push(1);
    pq.push(0);
    pq.push(3);
    pq.push(100);
    
    while(!pq.empty())
    {
        cout << pq.top() << endl;
        pq.pop();
    }
}

}

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