C++ Primer 学习笔记_11_标准模板库_stack、queue队列容器与priority_queue优先队列容器

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C++ Primer 学习笔记_11_标准模板库_stack、queue队列容器与priority_queue优先队列容器

1、stack堆栈

       stack堆栈是一个后进先出（Last In First Out，LIFO）的线性表，插入和删除元素都只能在表的一端进行。插入元素的一端称为栈顶，而另一端称为栈底。插入元素叫入栈(Push)，删除元素叫出栈(Pop)。下图是堆栈示意图

       堆栈只提供入栈，出栈，栈顶元素访问和判断是否为空等几种方法。采用push()方法将元素入栈；采用pop()方法出栈；采用top()方法访问栈顶元素；采用empty()方法判断堆栈是否为空，如果是空，返回true，否则，返回false。另外，可以采用size()方法返回当前堆栈有几个元素。

#include <iostream>
#include <stack>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char* argv[])
{
   stack<int> s;
   s.push(1);
   s.push(2);
   s.push(3);
   s.push(9);
 
   cout << "栈顶元素为：" << s.top() << endl;
 
   cout << "堆栈元素数量：" << s.size() << endl;
 
   while(s.empty() != true)
    {
       cout << "栈顶元素为：" << s.top() << endl;
       s.pop(); //出栈
    }
 
   if(s.empty())
       cout << "empty" << endl;
   return 0;
}

运行结果：

栈顶元素为：9

堆栈元素数量：4

栈顶元素为：9

栈顶元素为：3

栈顶元素为：2

栈顶元素为：1

empty

2、队列容器queue

队列容器queue是一个先进先出（FirstIn First Out，FIFO）的线性存储表，元素的插入只能在队尾，元素的删除只能在队首。图2-10是queue队列容器数据结构示意图。

       queue队列具有入队push()、出队pop()、读取队首元素front()、读取队尾元素back()、判断队列是否为空empty()和队列当前元素的数目size()几种方法。

#include <iostream>
#include <queue>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char* argv[])
{
   queue<int> num;
   num.push(1);
   num.push(2);
   num.push(3);
   num.push(9);
 
   cout << num.size() << endl;
   cout << num.empty() << endl;
   cout << num.front() << endl;
   cout << num.back() << endl;
   while(!num.empty())
    {
       cout << num.front() << " ";
       num.pop();
    }
   cout << endl;
   return 0;
}

运行结果：

4

0

1

9

1 2  3  9

3、优先队列容器priority_queue

       优先队列容器priority_queue与队列一样，只能从队尾插入元素，从队首删除元素。但它有一个特性，就是队列中最大的元素总是位于队首，所以出队时，并非按先进先出的原则进行，而是将当前队列中最大的元素出队。这点类似于给队列里的元素进行了由大到小的顺序排序。元素的比较规则默认按元素的值由大到小排序；当然，可以重载“<”操作符来重新定义比较规则。也可以重载“()”重新定义比较规则。

       声明的头文件也为#include<queue>。

3.1  优先队列的使用方法

       优先队列包含入队push()、出队pop()、读取队首元素top()、判断队列是否为空empty()和队列当前元素的数目size()几种方法。

#include <iostream>
#include <queue>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char* argv[])
{
   priority_queue<int> num;
   num.push(1);
   num.push(2);
   num.push(3);
   num.push(9);
 
   cout << num.size() << endl;
   cout << num.empty() << endl;
   cout << num.top() << endl;
   while(!num.empty())
    {
       cout << num.top() << " ";
       num.pop();
    }
   cout << endl;
   return 0;
}

运行结果：

4

0

9

9 3  2  1

3.2  重载“<”操作符来定义优先级

       如果优先队列的元素类型是结构体，可以通过在结构体中重载“<”操作符的方法来修改优先队列的优先级。

#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
 
using namespace std;
 
struct Info{
   string name;
   float score;
   bool operator < (const Info &a) const
    {
       return a.score < score;
    }
};
 
int main(int argc, char* argv[])
{
   priority_queue<Info> student;
   Info info;
 
   info.name = "Jack";
   info.score = 68.5;
   student.push(info);
 
   info.name = "Bomi";
   info.score = 18.5;
   student.push(info);
 
   info.name = "Peti";
   info.score = 90;
   student.push(info);
 
   while(!student.empty())
    {
       cout << student.top().name << " : " <<student.top().score << endl;
       student.pop();
    }
   return 0;
}

运行结果：

Bomi ： 18.5

Jack ： 68.5

Peti ： 90

3.3  重载“()”操作符来定义优先级

       如果优先队列的元素不是结构体类型，则可以通过重载“()”操作符的方式来定义优先级。当然，元素是结构体类型，也可以通过重载“()”操作符的方式来定义优先级，而不一定要在结构体内重载“<”操作符才行。

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
 
using namespace std;
 
struct myComp
{
    booloperator () (const int &a, const int &b)
    {
       return a > b;
    }
};
 
int main(int argc, char* argv[])
{
   //定义优先队列，元素类型为myComp，显式说明内部结构式vector
   priority_queue<int, vector<int>, myComp> num;
   num.push(1);
   num.push(9);
   num.push(2);
   num.push(30);
 
   while(!num.empty())
    {
       cout << num.top() << " ";
       num.pop();
    }
   cout << endl;
   return 0;
}

运行结果；

1 2  9  30

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