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一、heap
heap并不属于STL容器组件，它分为 max heap 和min heap，在缺省情况下，max-heap是优先队列（priority queue）的底层实现机制。而这个实现机制中的max-heap实际上是以一个vector表现的完全二叉树（complete binary tree）。STL在<algorithm.h>中实现了对存储在vector/deque 中的元素进行堆操作的函数，包括make_heap, pop_heap, push_heap, sort_heap，对不愿自己写数据结构堆的C++选手来说，这几个算法函数很有用，详细解释可以参见： http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/make_heap/
下面的_First与_Last为可以随机访问的迭代器（指针），_Comp为比较函数（仿函数），其规则——如果函数的第一个参数小于第二个参数应返回true，否则返回false。
1.make_heap()：
make_heap(_First, _Last)
make_heap(_First, _Last, _Comp)
默认是建立最大堆的。对int类型，可以在第三个参数传入greater<int>()得到最小堆。
2.push_heap(_First, _Last)：
新添加一个元素在末尾，然后重新调整堆序。也就是把元素添加在底层vector的end()处。
该算法必须是在一个已经满足堆序的条件下，添加元素。该函数接受两个随机迭代器，分别表示first,end,区间范围。
关键是我们执行一个siftup()函数，上溯函数来重新调整堆序。具体的函数机理很简单，可以参考我的编程珠玑里面堆的实现的文章。
3.pop_heap(_First, _Last)：
这个算法跟push_heap类似，参数一样。不同的是我们把堆顶元素取出来，放到了数组或者是vector的末尾，用原来末尾元素去替代，然后end迭代器减1，执行siftdown()下溯函数来重新调整堆序。
注意算法执行完毕后，最大的元素并没有被取走，而是放于底层容器的末尾。如果要取走，则可以使用底部容器（vector）提供的pop_back()函数。
4.sort_heap(_First, _Last)：
既然每次pop_heap可以获得堆中最大的元素，那么我们持续对整个heap做pop_heap操作，每次将操作的范围向前缩减一个元素。当整个程序执行完毕后，我们得到一个非降的序列。注意这个排序执行的前提是，在一个堆上执行。
下面是这几个函数操作vector中元素的例子。
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{
int a[] = {15, 1, 12, 30, 20};
vector<int> ivec(a, a+5);
for(vector<int>::iterator iter=ivec.begin();iter!=ivec.end();++iter)
cout<<*iter<<" ";
cout<<endl;
make_heap(ivec.begin(), ivec.end());//建堆
for(vector<int>::iterator iter=ivec.begin();iter!=ivec.end();++iter)
cout<<*iter<<" ";
cout<<endl;
pop_heap(ivec.begin(), ivec.end());//先pop,然后在容器中删除
ivec.pop_back();
for(vector<int>::iterator iter=ivec.begin();iter!=ivec.end();++iter)
cout<<*iter<<" ";
cout<<endl;
ivec.push_back(99);//先在容器中加入，再push
push_heap(ivec.begin(), ivec.end());
for(vector<int>::iterator iter=ivec.begin();iter!=ivec.end();++iter)
cout<<*iter<<" ";
cout<<endl;
sort_heap(ivec.begin(), ivec.end());
for(vector<int>::iterator iter=ivec.begin();iter!=ivec.end();++iter)
cout<<*iter<<" ";
cout<<endl;
return 0;
}
在优先队列中，优先级高的元素先出队列。
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。
优先队列的第一种用法，也是最常用的用法：
priority_queue<int> qi;通过<操作符可知在整数中元素大的优先级高。
第二种方法：
在示例1中，如果我们要把元素从小到大输出怎么办呢？
这时我们可以传入一个比较函数，使用functional.h函数对象作为比较函数。
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >qi2;其中
第二个参数为容器类型。
第三个参数为比较函数。
第三种方法：
自对自定义的数据类型自定义优先级，
1.通过自定义operator<操作符来比较元素中的优先级。
struct Node { int key; int value；
bool operator <(const Node & a,const Node & b) { return a.key<b.key; } bool operator > (const Node & a,const Node & b) { return a.key>b.key; } };
在该结构中，value为值，priority为优先级，使用示例：
priority_queue<Node,vector<Node>,less<Node> > pqLess;
priority_queue<Node,vector<Node>,greater<Node> > pqGreater;
2.自定义一个比较“类”，重载括号，operator ()，这这种方式可以由less“继承”。
struct Node { int key; int value; }; struct cmpLess { bool operator ()(const Node & a,const Node & b) { return a.key<b.key; } }; struct cmpGreater { bool operator ()(const Node & a,const Node & b) { return a.key>b.key; } };
使用示例：
priority_queue<Node,vector<Node>,cmpLess> pqLess;
priority_queue<Node,vector<Node>,cmpGreater> pqGreater;
#include<iostream>
#include<vector>
#include<queue>
#include<functional>
using namespace std;
int main()
{
const int len = 5;
int i;
int a[len] = {3,5,9,6,2};
priority_queue<int> qi;
for(i = 0; i < len; i++)
qi.push(a[i]);
for(i = 0; i < len; i++)
{
cout<<qi.top()<<" ";
qi.pop();
}
cout<<endl;
priority_queue<Node,vector<Node>,less<node> > pq2;
//priority_queue<Node,vector<Node>,cmpLess> pq2;
vector<Node> b(len);
b[0].key = 6; b[0].value = 1;
b[1].key = 9; b[1].value = 5;
b[2].key = 2; b[2].value = 3;
b[3].key = 8; b[3].value = 2;
b[4].key = 1; b[4].value = 4;
for(i = 0; i < len; i++)
pq2.push(b[i]);
cout<<"优先级"<<'\t'<<"值"<<endl;
for(i = 0; i < len; i++)
{
cout<<pq2.top().key<<'\t'<<pq2.top().value<<endl;
pq2.pop();
}
return 0;
}
参考：http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/6967409
http://www.cppblog.com/shyli/archive/2007/04/06/21366.html
c++中STL之heap, priority_queue使用,布布扣,bubuko.com
c++中STL之heap, priority_queue使用
标签：style blog http color 使用 os io 数据
原文地址：http://blog.csdn.net/longhopefor/article/details/38303545
