【概念】

优先级队列，顾名思义。就是一种依据一定优先级存储和取出数据的队列。它能够说是队列和排序的完美结合体。不仅能够存储数据。还能够将这些数据依照我们设定的规则进行排序。

优先级队列是堆的一种常见应用。有最大优先级队列（最大堆）和最小优先级队列（最小堆）。优先级队列是一种维护有一组元素构成的集合S的数据结构。

【优先队列支持的基本运算】

 //建立一个保存元素为int的优先级队列，事实上是建了一个小顶堆
 //可是请特别注意这种建的堆默认是大顶堆，即我们从堆顶去的元素是整个堆中元素最大的。

 priority_queue<int> Heap;

 //能够这样建一个表示小顶堆的优先级队列

 priority_queue<int , vector<int>, greater<int> > Heap;

 //将元素x放入优先级队列中

 Heap.push(x);

 //取出优先级队列第一个元素(堆顶元素),保存在x中

 int x = Heap.top();

 //弹出堆顶元素，取出后堆会自己主动调整为一个最小堆（最大堆）

 Heap.pop();

 //推断是否为空

 Heap.empty();

 //头文件

 #include<queue>

【原理】

priority_queue调用 STL里面的 make_heap(), pop_heap(), push_heap() 算法实现，也算是堆的第二种形式。

用make_heap(), pop_heap(), push_heap() 简单实现一个最大优先级队列

/**********************************   日期：2015-01-06*   作者：SJF0115*   题目: 简单实现最大优先级队列*   博客：**********************************/#include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        using namespace std;//简单实现最大优先级队列template
        
         class priority_queue{private:    // 数据    vector
         
           data;public:    // 进队列    void push(T val){        data.push_back(val);        push_heap(data.begin(),data.end());    }    // 出队列    void pop(){        pop_heap(data.begin(),data.end());        data.pop_back();    }    // 头元素    T top(){        return data.front();    }    // 大小    int size(){        return data.size();    }    // 是否为空    bool empty(){        return data.empty();    }};int main(){    priority_queue
          
            heap; heap.push('5'); heap.push('4'); heap.push('3'); heap.push('9'); heap.push('6'); while(!heap.empty()){ cout<
           
            <
           
          
         
        
       
      
     

STL里面的 priority_queue 写法与此相似，仅仅是添加了模板及相关的迭代器什么的。 

priority_queue 对于基本类型的用法相对简单。

他的模板声明带有三个參数:

priority_queue<Type, Container, Functional>

当中Type 为数据类型， Container 为保存数据的容器，Functional 为元素比較方式。

Container 必须是用数组实现的容器。比方 vector, deque 但不能用 list.

STL里面默认用的是 vector. 比較方式默认用 operator< , 所以假设你把后面俩个參数缺省的话，

优先队列就是大顶堆，队头元素最大。

#include 
     
      #include 
      
       using namespace std;int main(){    priority_queue
       
         heap;    heap.push('5');    heap.push('4');    heap.push('3');    heap.push('9');    heap.push('6');    // 输出最大优先级队列    while(!heap.empty()){        cout<
        
         <
        
       
      
     

假设要用到小顶堆。则一般要把模板的三个參数都带进去。

STL里面定义了一个仿函数 greater<>，对于基本类型能够用这个仿函数声明小顶堆

#include 
     
      #include 
      
       using namespace std;int main(){    // 最小优先级队列    priority_queue
       
        
         ,greater
         
           > heap;    heap.push('5');    heap.push('4');    heap.push('3');    heap.push('9');    heap.push('6');    // 输出最大优先级队列    while(!heap.empty()){        cout<
          
           <
          
         
        
       
      
     

对于自己定义类型。则必须自己重载 operator< 或者自己写仿函数

【自己定义优先级】

重载 operator<

 #include<iostream>
 #include<stdio.h>
 #include<queue>
 using namespace std;

 struct Node
 {
     //值
     int value;
     //编号
     int key;
     //重载操作符
     friend bool operator < (Node node1,Node node2)
     {
         //最大优先队列
         return node1.value < node2.value;
     }
     /*
     不要重载这个'>'仅仅重载'<'
     friend bool operator > (Node node1,Node node2)
     {
         return node1.value > node2.value;
     }
     */
 };

 struct Node2
 {
     //值
     int value;
     //编号
     int key;
     //重载操作符
     friend bool operator < (Node2 node1,Node2 node2)
     {
         //最小优先队列
         return node1.value > node2.value;
     }
 };

 int main(){
     int i;
     //实例一 结构体1
     Node b[5];
     b[0].value = 6; b[0].key = 1;
     b[1].value = 9; b[1].key = 2;
     b[2].value = 2; b[2].key = 3;
     b[3].value = 8; b[3].key = 4;
     b[4].value = 1; b[4].key = 5;
     //最大优先队列
     priority_queue<Node> Heap;
     //入队列
     for(i = 0;i < 5;i++){
         Heap.push(b[i]);
     }
     printf("最大优先队列：\n");
     //出队列
     for(i = 0;i < 5;i++){
         printf("key:%d value:%d\n",Heap.top().key,Heap.top().value);
         Heap.pop();
     }
     //实例二 结构体2
     Node2 b2[5];
     b2[0].value = 6; b2[0].key = 1;
     b2[1].value = 9; b2[1].key = 2;
     b2[2].value = 2; b2[2].key = 3;
     b2[3].value = 8; b2[3].key = 4;
     b2[4].value = 1; b2[4].key = 5;
     //最大优先队列
     priority_queue<Node2> Heap2;
     //入队列
     for(i = 0;i < 5;i++){
         Heap2.push(b2[i]);
     }
     printf("最小优先队列：\n");
     //出队列
     for(i = 0;i < 5;i++){
         printf("key:%d value:%d\n",Heap2.top().key,Heap2.top().value);
         Heap2.pop();
     }
     return 0;
 }

注意：

 struct Node
 {
     //值
     int value;
     //编号
     int key;
     friend bool operator > (Node node1,Node node2)
     {
         return node1.value > node2.value;
     }
 };

这样会报错。由于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。

自己定义类型重载 operator< 后，声明对象时就能够仅仅带一个模板參数。

但此时不能像基本类型这样声明priority_queue<Node, vector<Node>, greater<Node> >;

原因是 greater<Node> 未定义。假设想用这样的方法定义则能够按例如以下方式:

#include 
     
      #include 
      
       using namespace std;struct Node{    int value;    int key;    Node(int x,int y):key(x),value(y){}};struct cmp{    bool operator()(Node a,Node b){        if(a.key == b.key){            return a.value > b.value;        }        return a.key > b.key;    }};int main(){    priority_queue
       
        
         ,cmp> heap;    Node node0(5,6);    Node node1(3,3);    Node node2(2,4);    Node node3(2,3);    Node node4(1,3);    heap.push(node0);    heap.push(node1);    heap.push(node2);    heap.push(node3);    heap.push(node4);    while(!heap.empty()){        Node node = heap.top();        cout<<"Key->"<
         
          <<" Value->"<
          
           <
          
         
        
       
      
     

详细实例：