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【C++】priority_queue的底层封装和实现

news 来源：原创 2025/8/21 9:08:07

前言

priority_queue的介绍
优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中的元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用priority_queue。

注意：默认情况下priority_queue是大堆。

基本结构

关于优先级队列实际上就是一个堆，堆分为大根堆和小根堆
在这里插入图片描述

这里列举大根堆

关于堆这个数据结构我在【手撕数据结构】二叉树和堆这篇文章里已经详细讲解过，如果还不了解的可以去看看这篇文章

如何设置默认大小堆

这里我们提出一个叫仿函数的概念：
看看库里面的priority_queue

在这里插入图片描述

其实仿函数就是一个类，和容器适配器差不多，仿函数仿在哪里，我们知道函数调用都是通过()来标记这是一个函数，所以这个类里面就重载了()运算符

注意：
1.提供Greater（大于）是小根堆
2.提供Less(小于) 是大根堆

底层实现

仿函数的使用

	template<class T, class Contain = vector<T>, class Compare = Less<T>>class Priority_queue{Compare com;

定义一个仿函数对象com

if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1]))- 这里就是使用对象的运算符重载()达到大小相比

向上调整算法

这个原理我也在以前的文章中讲过，这里就不再详细讲解了，请往上面的链接去看

void AdjustUp(int child)
{int parent = (child - 1) / 2;while (child > 0)	//测试一下{if (com(_con[parent], _con[child])){swap(_con[parent], _con[child]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}else{break;}}

向下调整算法

	void AdjustDown(int parent){int child = 2 * parent + 1;while (child < _con.size()){if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1])){child++;}if (com(_con[parent], _con[child])){swap(_con[parent], _con[child]);parent = child;child = 2 * parent + 1;}else{break;}}}

其他接口

		void push(const T& x){_con.push_back(x);AdjustUp(_con.size() - 1);}void pop(){swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);_con.pop_back();AdjustDown(0);}const T& top(){return _con[0];}bool empty(){return _con.empty();}int size(){return _con.size();}

根据复用vector这个容器适配器接口就行, pop是堆的删除所以是删除堆顶，然后重新调整堆的特征结构
插入从最后插入，也是要调整结构。
具体原理图解看以前的文章，前面我已经给了链接。

end

感谢大家的阅读，希望对你们有帮助

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