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std::priority_queue

出自 cppreference.cn
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C++
 
容器库
 
std::priority_queue
 
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;

优先级队列是优先级队列是一种容器适配器，它提供常数时间的最大（默认情况下）元素查找，但插入和提取操作的时间复杂度为对数。

可以提供用户定义的 Compare 来更改排序方式，例如使用 std::greater<T> 将使最小的元素显示为 top()。

使用 priority_queue 类似于管理随机访问容器中的堆，好处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相同的常量表达式求值中释放。

 (自 C++26 起)

内容

[编辑] 模板形参

T - 存储元素的类型。如果 T 与 Container::value_type 不是同一类型，则程序是病式的。
Container - 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，它必须提供具有常用语义的以下函数

标准容器 std::vector（包括 std::vector<bool>）和 std::deque 满足这些要求。

Compare - 提供严格弱序的 Compare 类型。

请注意，Compare 形参的定义使其在第一个参数在弱序中先于第二个参数时返回 true。但是由于优先级队列首先输出最大的元素，因此“先于”的元素实际上是最后输出的。也就是说，队列的前端包含根据 Compare 施加的弱序的“最后”元素。

[编辑] 成员类型

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

[编辑] 成员对象

成员名称 定义
Container c
 底层容器
(受保护的成员对象) [编辑]
Compare comp
 比较函数对象
(受保护的成员对象)

[编辑] 成员函数

 构造 priority_queue
(公有成员函数) [编辑]
 析构 priority_queue
(公有成员函数) [编辑]
 为容器适配器赋值
(公有成员函数) [编辑]
元素访问
 访问顶端元素
(公有成员函数) [编辑]
容量
 检查容器适配器是否为空
(公有成员函数) [编辑]
 返回元素数量
(公有成员函数) [编辑]
修改器
 插入元素并排序底层容器
(公有成员函数) [编辑]
(C++23)
 插入元素范围并排序底层容器
(公有成员函数) [编辑]
(C++11)
 就地构造元素并排序底层容器
(公有成员函数) [编辑]
 移除顶端元素
(公有成员函数) [编辑]
(C++11)
 交换内容
(公有成员函数) [编辑]

[编辑] 非成员函数

(C++11)
 特化 std::swap 算法
(函数模板) [编辑]

[编辑] 辅助类

(C++11)
 特化 std::uses_allocator 类型特征
(类模板特化) [编辑]
(C++23)
 对 std::priority_queue 的格式化支持
(类模板特化) [编辑]

推导指引

 (自 C++17 起)

[编辑] 注解

特性测试 宏 值 Std 特性
__cpp_lib_containers_ranges 202202L (C++23) 范围感知 容器的构造和插入
__cpp_lib_constexpr_containers 202502L (C++26) constexpr std::priority_queue

[编辑] 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

[编辑] 缺陷报告

以下行为更改缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR 应用于 已发布行为 正确行为
LWG 307 C++98 Container 不能是 std::vector<bool> 允许
LWG 2566 C++98 缺少对 Container::value_type 的要求 如果 T 与 Container::value_type 不是同一类型，则为病式
LWG 2684 C++98 priority_queue 接受比较器
但缺少其成员 typedef		 已添加

[编辑] 参见

 可调整大小的连续数组
(类模板) [编辑]
 节省空间的动态位集
(类模板特化) [编辑]
 双端队列
(类模板) [编辑]
取自“https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/container/priority_queue&oldid=180915”