std::priority_queue

 

C++

编译器支持

自由（freestanding）与宿主（hosted）

语言

标准库

标准库头文件

具名要求

特性测试宏 (C++20)

语言支持库

概念库 (C++20)

诊断库

内存管理库

元编程库 (C++11)

通用工具库

容器库

迭代器库

范围库 (C++20)

算法库

字符串库

文本处理库

数值库

日期和时间库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

并发支持库 (C++11)

执行控制库 (C++26)

技术规范

符号索引

外部库

 

容器库

序列

array (C++11)

vector

vector<bool>

inplace_vector (C++26)

hive (C++26)

deque

forward_list (C++11)

list

关联

set

multiset

map

multimap

无序关联

unordered_set (C++11)

unordered_multiset (C++11)

unordered_map (C++11)

unordered_multimap (C++11)

适配器

stack

queue

priority_queue

flat_set (C++23)

flat_multiset (C++23)

flat_map (C++23)

flat_multimap (C++23)

视图

span (C++20)

mdspan (C++23)

表格

迭代器失效

成员函数表格

非成员函数表格

 

std::priority_queue

成员函数

priority_queue::priority_queue

priority_queue::~priority_queue

priority_queue::operator=

元素访问

priority_queue::top

容量

priority_queue::empty

priority_queue::size

修改器

priority_queue::push

priority_queue::push_range (C++23)

priority_queue::emplace (C++11)

priority_queue::pop

priority_queue::swap (C++11)

非成员函数

swap(std::priority_queue) (C++11)

辅助类

uses_allocator<std::priority_queue> (C++11)

formatter<std::priority_queue> (C++23)

推导指南(C++17)

 

定义于头文件 <queue>
template<     class T,     class Container = std::vector<T>,     class Compare = std::less<typename Container::value_type> > class priority_queue;

优先级队列是一个容器适配器，它提供以常数时间查找最大（默认）元素，但代价是插入和提取操作为对数时间。

可以提供用户定义的 Compare 以改变排序方式，例如，使用 std::greater<T> 将导致最小元素显示为 top()。

使用 priority_queue 类似于在某个随机访问容器中管理堆，优点是不会意外地使堆失效。

std::priority_queue 的所有成员函数都是 constexpr：可以在常量表达式的求值中创建和使用 std::priority_queue 对象。 然而，std::priority_queue 对象通常不能是 constexpr，因为任何动态分配的存储都必须在同一常量表达式的求值中释放。

(C++26 起)

模板参数

T	-	存储元素的类型。如果 T 与 Container::value_type 不是同一类型，则程序格式错误。
Container（容器）	-	用于存储元素的底层容器的类型。容器必须满足SequenceContainer的要求，并且其迭代器必须满足LegacyRandomAccessIterator的要求。此外，它必须提供具有通常语义的以下函数 front()，例如 std::vector::front()， push_back()，例如 std::deque::push_back()， pop_back()，例如 std::vector::pop_back()。 标准容器 std::vector（包括 std::vector<bool>）和 std::deque 满足这些要求。
Compare	-	提供严格弱排序的 Compare 类型。 请注意，Compare 参数的定义使得如果它的第一个参数在弱排序中出现在第二个参数“之前”，它返回 true。但由于优先级队列首先输出最大的元素，所以“在之前”的元素实际上是最后输出的。也就是说，队列的头部包含根据 Compare 所施加的弱排序的“最后”元素。

成员类型

成员类型	定义
container_type	Container
value_compare	Compare
value_type	Container::value_type
size_type	Container::size_type
reference	Container::reference
const_reference	Container::const_reference

成员对象

成员名称 (Member name)	定义
Container c	底层容器 (protected 成员对象)
Compare comp	比较函数对象 (protected 成员对象)

成员函数

(构造函数)	构造 priority_queue (public 成员函数)
(析构函数)	析构 priority_queue (public 成员函数)
operator=	向容器适配器赋值 (public 成员函数)
元素访问
top	访问顶部元素 (public 成员函数)
容量
empty	检查容器适配器是否为空 (public 成员函数)
size	返回元素数量 (public 成员函数)
修改器
push	插入元素并对底层容器排序 (public 成员函数)
push_range (C++23)	插入一个元素范围并对底层容器排序 (public 成员函数)
emplace (C++11)	就地构造元素并对底层容器排序 (public 成员函数)
pop	移除顶部元素 (public 成员函数)
swap (C++11)	交换内容 (public 成员函数)

非成员函数

std::swap(std::priority_queue) (C++11)

特化 std::swap 算法 (函数模板)

辅助类

std::uses_allocator<std::priority_queue> (C++11)	特化 std::uses_allocator 类型特性 (类模板特化)
std::formatter<std::priority_queue> (C++23)	std::priority_queue 的格式化支持 (类模板特化)

推导指引

(C++17 起)

注意

特性测试宏	值	标准	特性
__cpp_lib_containers_ranges	202202L	(C++23)	支持 Range 的容器构造和插入
__cpp_lib_constexpr_containers	202502L	(C++26)	constexpr std::priority_queue

示例

运行此代码

#include <functional>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string_view>
#include <vector>
 
template<typename T>
void pop_println(std::string_view rem, T& pq)
{
    std::cout << rem << ": ";
    for (; !pq.empty(); pq.pop())
        std::cout << pq.top() << ' ';
    std::cout << '\n';
}
 
template<typename T>
void println(std::string_view rem, const T& v)
{
    std::cout << rem << ": ";
    for (const auto& e : v)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << '\n';
}
 
int main()
{
    const auto data = {1, 8, 5, 6, 3, 4, 0, 9, 7, 2};
    println("data", data);
 
    std::priority_queue<int> max_priority_queue;
 
    // Fill the priority queue.
    for (int n : data)
        max_priority_queue.push(n);
 
    pop_println("max_priority_queue", max_priority_queue);
 
    // std::greater<int> makes the max priority queue act as a min priority queue.
    std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>>
        min_priority_queue1(data.begin(), data.end());
 
    pop_println("min_priority_queue1", min_priority_queue1);
 
    // Second way to define a min priority queue.
    std::priority_queue min_priority_queue2(data.begin(), data.end(), std::greater<int>());
 
    pop_println("min_priority_queue2", min_priority_queue2);
 
    // Using a custom function object to compare elements.
    struct
    {
        bool operator()(const int l, const int r) const { return l > r; }
    } customLess;
 
    std::priority_queue custom_priority_queue(data.begin(), data.end(), customLess);
 
    pop_println("custom_priority_queue", custom_priority_queue);
 
    // Using lambda to compare elements.
    auto cmp = [](int left, int right) { return (left ^ 1) < (right ^ 1); };
    std::priority_queue<int, std::vector<int>, decltype(cmp)> lambda_priority_queue(cmp);
 
    for (int n : data)
        lambda_priority_queue.push(n);
 
    pop_println("lambda_priority_queue", lambda_priority_queue);
}

输出

data: 1 8 5 6 3 4 0 9 7 2
max_priority_queue: 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
min_priority_queue1: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
min_priority_queue2: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
custom_priority_queue: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
lambda_priority_queue: 8 9 6 7 4 5 2 3 0 1

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	发布时的行为	正确的行为
LWG 307	C++98	Container 不能是 std::vector<bool>	允许
LWG 2566	C++98	缺少 Container::value_type 的要求	如果 T 与 Container::value_type 不是同一类型，则格式错误
LWG 2684	C++98	priority_queue 接受比较器 但缺少其成员 typedef	已添加

另请参阅

vector	可变大小的连续数组 (类模板)
vector<bool>	节省空间的动态位集 (类模板特化)
deque	双端队列 (类模板)