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優先佇列排序

佇列的定義:佇列(queue)維護了一組物件,進入佇列的物件被放置在尾部,下一個被取出的元素則取自佇列的首部。priority_queue特別之處在於,允許使用者為佇列中儲存的元素設定優先順序。這種佇列不是直接將新元素放置在佇列尾部,而是放在比它優先順序低的元素前面。標準庫預設使用<操作符來確定物件之間的優先順序關係,所以如果要使用自定義物件,需要過載 < 操作符。

1) 優先佇列的定義

包含標頭檔案:"queue.h", "functional.h"

可以使用具有預設優先順序的已有資料結構;也可以再定義優先佇列的時候傳入自定義的優先順序比較物件;或者使用自定義物件(資料結構),但是必須過載好< 操作符。 

2) 優先佇列的常用操作

優先順序佇列支援的操作

q.empty()         如果佇列為空,則返回true,否則返回false

q.size()            返回佇列中元素的個數

q.pop()             刪除隊首元素,但不返回其值

q.top()             返回具有最高優先順序的元素值,但不刪除該元素

q.push(item)     在基於優先順序的適當位置插入新元素

其中q.top()為查詢操作,在最小優先佇列中搜索優先權最小的元素,在最大優先佇列中搜索優先權最大的元素。q.pop()為刪除該元素。優先佇列插入和刪除元素的複雜度都是O(lgn),所以很快

另外,在優先佇列中,元素可以具有相同的優先權。

#include<iostream>
#include<functional>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;

//定義比較結構
struct cmp1{
    bool operator ()(int &a,int &b){
        return a>b;//最小值優先
    }
};

struct cmp2{
    bool operator ()(int &a,int &b){
        return a<b;//最大值優先
    }
};

//自定義資料結構
struct number1{
    int x;
    bool operator < (const number1 &a) const {
        return x>a.x;//最小值優先
    }
};
struct number2{
    int x;
    bool operator < (const number2 &a) const {
        return x<a.x;//最大值優先
    }
};
int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};

int main()
{    
    priority_queue<int>que;//採用預設優先順序構造佇列

    priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值優先
    priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值優先

    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”會被認為錯誤,
    priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值優先

    priority_queue<number1>que5; //最小優先順序佇列
    priority_queue<number2>que6;  //最大優先順序佇列

    int i;
    for(i=0;a[i];i++){
        que.push(a[i]);
        que1.push(a[i]);
        que2.push(a[i]);
        que3.push(a[i]);
        que4.push(a[i]);
    }
    for(i=0;num1[i].x;i++)
        que5.push(num1[i]);
    for(i=0;num2[i].x;i++)
        que6.push(num2[i]);


    printf("採用預設優先關係:/n(priority_queue<int>que;)/n");
    printf("Queue 0:/n");
    while(!que.empty()){
        printf("%3d",que.top());
        que.pop();
    }
    puts("");
    puts("");

    printf("採用結構體自定義優先順序方式一:/n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)/n");
    printf("Queue 1:/n");
    while(!que1.empty()){
        printf("%3d",que1.top());
        que1.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 2:/n");
    while(!que2.empty()){
        printf("%3d",que2.top());
        que2.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("採用標頭檔案/"functional/"內定義優先順序:/n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)/n");
    printf("Queue 3:/n");
    while(!que3.empty()){
        printf("%3d",que3.top());
        que3.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 4:/n");
    while(!que4.empty()){
        printf("%3d",que4.top());
        que4.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("採用結構體自定義優先順序方式二:/n(priority_queue<number>que)/n");
    printf("Queue 5:/n");
    while(!que5.empty()){
        printf("%3d",que5.top());
        que5.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 6:/n");
    while(!que6.empty()){
        printf("%3d",que6.top());
        que6.pop();
    }
    puts("");
    return 0;
}
/*
執行結果 :
採用預設優先關係:
(priority_queue<int>que;)
Queue 0:
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

採用結構體自定義優先順序方式一:
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)
Queue 1:
 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 2:
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

採用標頭檔案"functional"內定義優先順序:
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)
Queue 3:
 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 4:
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

採用結構體自定義優先順序方式二:
(priority_queue<number>que)
Queue 5:
 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 6:
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3
*/