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优先级队列相对于普通队列，提供了插队功能，每次最先出队的不是最先入队的元素，而是优先级最高的元素。
它的实现采用了标准库提供的heap算法。该系列算法一共提供了四个函数。使用方式如下：
首先，建立一个容器，放入元素：
vector<int> coll; insertNums(coll, 3, 7); insertNums(coll, 5, 9); insertNums(coll, 1, 4); printElems(coll, "all elements: ");
打印结果为：
all elements: 3 4 5 6 7 5 6 7 8 9 1 2 3 4
然后我们调用make_heap，这个算法把[beg, end)内的元素建立成堆。
make_heap(coll.begin(), coll.end()); printElems(coll, "after make_heap: ");
打印结果：
after make_heap: 9 8 6 7 7 5 5 3 6 4 1 2 3 4
然后我们调用pop_heap，这个算法必须保证[beg, end)已经是一个heap，然后它将堆顶的元素（其实是begin指向的元素）放到最后，再把[begin. end-1)内的元素重新调整为heap
pop_heap(coll.begin(), coll.end()); coll.pop_back(); printElems(coll, "after pop_heap: ");
打印结果为：
after pop_heap: 8 7 6 7 4 5 5 3 6 4 1 2 3
接下来我们调用push_heap，该算法必须保证[beg, end-1)已经是一个heap，然后将整个[beg, end)调整为heap
coll.push_back(17); push_heap(coll.begin(), coll.end()); printElems(coll, "after push_heap: ");
打印结果为：
after push_heap: 17 7 8 7 4 5 6 3 6 4 1 2 3 5
最后我们使用sort_heap将[beg, end)由heap转化为有序序列，所以，前提是[beg, end)已经是一个heap
sort_heap(coll.begin(), coll.end()); printElems(coll, "after sort_heap: ");
打印结果为：
after sort_heap: 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 17
完整的测试代码如下：
#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; template <typename T> void insertNums(T &t, int beg, int end) { while(beg <= end) { t.insert(t.end(), beg); ++beg; } } template <typename T> void printElems(const T &t, const string &s = "") { cout << s << endl; for(typename T::const_iterator it = t.begin(); it != t.end(); ++it) { cout << *it << " "; } cout << endl; } int main(int argc, char const *argv[]) { vector<int> coll; insertNums(coll, 3, 7); insertNums(coll, 5, 9); insertNums(coll, 1, 4); printElems(coll, "all elements: "); //在这个范围内构造heap make_heap(coll.begin(), coll.end()); printElems(coll, "after make_heap: "); //将堆首放到最后一个位置，其余位置调整成堆 pop_heap(coll.begin(), coll.end()); coll.pop_back(); printElems(coll, "after pop_heap: "); coll.push_back(17); push_heap(coll.begin(), coll.end()); printElems(coll, "after push_heap: "); sort_heap(coll.begin(), coll.end()); printElems(coll, "after sort_heap: "); return 0; }
根据以上的算法，我们来实现标准库的优先级队列priority_queue，代码如下：
#ifndef PRIORITY_QUEUE_HPP #define PRIORITY_QUEUE_HPP #include <vector> #include <algorithm> #include <functional> template <typename T, typename Container = std::vector<T>, typename Compare = std::less<typename Container::value_type> > class PriorityQueue { public: typedef typename Container::value_type value_type; //不用T typedef typename Container::size_type size_type; typedef Container container_type; typedef value_type &reference; typedef const value_type &const_reference; PriorityQueue(const Compare& comp = Compare(), const Container& ctnr = Container()); template <class InputIterator> PriorityQueue (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Container& ctnr = Container()); void push(const value_type &val) { cont_.push_back(val); //调整最后一个元素入堆 std::push_heap(cont_.begin(), cont_.end(), comp_); } void pop() { //第一个元素移出堆，放在最后 std::pop_heap(cont_.begin(), cont_.end(), comp_); cont_.pop_back(); } bool empty() const { return cont_.empty(); } size_type size() const { return cont_.size(); } const_reference top() const { return cont_.front(); } private: Compare comp_; //比较规则 Container cont_; //内部容器 }; template <typename T, typename Container, typename Compare> PriorityQueue<T, Container, Compare>::PriorityQueue(const Compare& comp, const Container& ctnr) :comp_(comp), cont_(ctnr) { std::make_heap(cont_.begin(), cont_.end(), comp_); //建堆 } template <typename T, typename Container, typename Compare> template <class InputIterator> PriorityQueue<T, Container, Compare>::PriorityQueue (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp, const Container& ctnr) :comp_(comp), cont_(ctnr) { cont_.insert(cont_.end(), first, last); std::make_heap(cont_.begin(), cont_.end(), comp_); } #endif //PRIORITY_QUEUE_HPP
我们注意到：
1.优先级队列内部保存了排序规则，这与map和set是一致的。
2.前面我们提到heap算法除了make_heap之外，都必须保证之前是一个建好的heap，这里我们在构造函数中调用make_heap，保证了后面的各种heap算法都是合法的。
3.还有一点，如果T与容器的类型不一致，例如PriorityQueue<float, vector<int> >，那么我们的value_type优先采用int，毕竟我们操作的对象是容器。
测试代码如下：
#include "PriorityQueue.hpp" #include <iostream> using namespace std; int main(int argc, char const *argv[]) { PriorityQueue<float> q; q.push(66.6); q.push(22.3); q.push(44.4); cout << q.top() << endl; q.pop(); cout << q.top() << endl; q.pop(); q.push(11.1); q.push(55.5); q.push(33.3); q.pop(); while(!q.empty()) { cout << q.top() << " "; q.pop(); } cout << endl; return 0; }
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原文地址：http://www.cnblogs.com/inevermore/p/4007130.html
