C++ STL Queue容器详解

C++ STL Queue容器详解 queue 容器 1 queue 基本概念

概念：Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口。
一个模板容器适配器类，它提供功能的限制，限制对一些基本容器类型的前端和后端元素的访问权限。 可以在后端添加或从前端移除元素，并且可以在队列的任何一端检查元素。

适用于队列的基础容器类包括 deque 和 list

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为 — 入队 push

队列中出数据称为 — 出队 pop

2 函数 名称说明back返回对在 queue 后部最近添加的最后一个元素的引用。empty测试 queue 是否为空。front返回对 queue 前部的第一个元素的引用。pop从 queue 前端移除一个元素。push将元素添加到 queue 的后部。size返回 queue 中的元素数量。

备注
队列的默认基容器是 deque。 还可以指定列表作为基容器，但不能指定矢量，因为它缺少所需的 pop_front 成员函数。

priority_queue 1 基本概念

一个模板容器适配器类，它提供功能的限制，限制一些基本容器类型顶端元素的访问权限，并且该类通常为最大类或具有最高优先级。 可以将新元素添加到 priority_queue，并且可以检查或删除 priority_queue 的顶级元素。

一种提供函数对象的类型，该函数对象将两个元素值作为排序键进行比较，以确定其在 priority_queue 中的相对顺序。 此参数为可选自变量，默认值是二元谓词 less

适用于 Priority_queue 的基础容器类包括deque 类和默认的 vector 类，或任何支持 front、push_back、pop_back 的 *** 作和随机访问迭代器的其他序列容器。 基础容器类封装在容器适配器中，容器适配器仅公开一组有限的序列容器成员函数为公共接口。

C++ 标准库定义了三种类型的容器适配器：stack、queue 和 priority_queue。 每种适配器都限制了一些基础容器类的功能，以便对标准数据结构提供精确控制的接口。

• 堆栈 类 支持后进先出 (LIFO) 数据结构。 可以在脑海中将其类比为一摞盘子。 元素（盘子）只能从堆栈顶部（基容器末尾的最后一个元素）插入、检查或删除。 限制仅访问顶部元素是使用堆栈类的原因。

• 队列 类 支持基于数据结构的 FIFO (先) 先出。 可以在脑海中将其类比为排队等候银行柜员的人。 元素（人）可从行的后部添加，并且可以从行的前部删除。 行的前部和后部都可以插入。 以这种方式限制仅访问前部和后部元素是使用队列类的原因。

• Priority_queue 类将对其元素进行排序，以便最大的元素始终位于顶部位置。 它支持元素的插入以及顶部元素的检查和删除。 可以在脑海中将其类比为按年龄、身高或其他标准排队的人。

2 成员函数 成员函数说明empty测试 priority_queue 是否为空。pop从顶部位置移除 priority_queue 的最大元素。push基于来自 operator< 的元素的优先级将元素添加到优先级队列。size返回 priority_queue 中的元素数量。top返回对 priority_queue 顶部的最大元素的常量引用。

详细示例https://docs.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/priority-queue-class?view=msvc-160

定义：priority_queue
Type 就是数据类型，Container 就是容器类型（Container必须是用数组实现的容器，比如vector,deque等等，但不能用 list。STL里面默认用的是vector），Functional 就是比较的方式。

1. 基本类型例子：

#include
#include 
using namespace std;
int main() 
{
    //对于基础类型 默认是大顶堆
    priority_queue a; 
    //等同于 priority_queue, less > a;
    
  
    priority_queue, greater > c;  //这样就是小顶堆
    priority_queue b;

    for (int i = 0; i < 5; i++) 
    {
        a.push(i);
        c.push(i);
    }
    while (!a.empty()) 
    {
        cout << a.top() << ' ';
        a.pop();
    } 
    cout << endl;

    while (!c.empty()) 
    {
        cout << c.top() << ' ';
        c.pop();
    }
    cout << endl;

    b.push("abc");
    b.push("abcd");
    b.push("cbd");
    while (!b.empty()) 
    {
        cout << b.top() << ' ';
        b.pop();
    } 
    cout << endl;
    return 0;
}

输出

4 3 2 1 0
0 1 2 3 4
cbd abcd abc

2. pari的比较，先比较第一个元素，第一个相等比较第二个

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main() 
{
    priority_queue > a;
    pair b(1, 2);
    pair c(1, 3);
    pair d(2, 5);
    a.push(d);
    a.push(c);
    a.push(b);
    while (!a.empty()) 
    {
        cout << a.top().first << ' ' << a.top().second << 'n';
        a.pop();
    }
}

输出

2 5
1 3
1 2

3. 对于自定义类型

#include 
#include 
using namespace std;

//方法1
struct tmp1 //运算符重载<
{
    int x;
    tmp1(int a) {x = a;}
    bool operator<(const tmp1& a) const
    {
        return x < a.x; //大顶堆
    }
};

//方法2
struct tmp2 //重写仿函数
{
    bool operator() (tmp1 a, tmp1 b) 
    {
        return a.x < b.x; //大顶堆
    }
};

int main() 
{
    tmp1 a(1);
    tmp1 b(2);
    tmp1 c(3);
    priority_queue d;
    d.push(b);
    d.push(c);
    d.push(a);
    while (!d.empty()) 
    {
        cout << d.top().x << 'n';
        d.pop();
    }
    cout << endl;

    priority_queue, tmp2> f;
    f.push(c);
    f.push(b);
    f.push(a);
    while (!f.empty()) 
    {
        cout << f.top().x << 'n';
        f.pop();
    }
}

输出

3
2
1

3
2
1

参考代码原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_36888577/article/details/79937886

示例链接https://docs.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/priority-queue-class?view=msvc-160#syntax