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C++优先队列用法实例详解

  发布于2025-12-15 阅读(0)

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priority_queue是STL中基于堆实现的容器适配器,默认为大顶堆,可通过greater或自定义比较器实现小顶堆或结构体排序,常用于Dijkstra、任务调度等场景。

c++ priority_queue怎么用 c++优先队列实例

在C++中,priority_queue 是 STL 中的一个容器适配器,用于实现一个自动排序的队列,默认情况下它是一个大顶堆(最大值优先)。也就是说每次取出的元素都是当前队列中最大的。

基本用法和头文件

使用 priority_queue 需要包含头文件:

#include <queue>

定义方式如下:

std::priority_queue<int> pq; // 默认大顶堆

常用操作示例

下面是一个基础使用例子:

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

int main() {
    priority_queue<int> pq;

    pq.push(10);
    pq.push(30);
    pq.push(20);

    cout << "Top element: " << pq.top() << endl; // 输出 30

    pq.pop();
    cout << "Top after pop: " << pq.top() << endl; // 输出 20

    return 0;
}

小顶堆(最小堆)怎么实现?

默认是大顶堆,如果需要小顶堆,可以使用 greater 比较器:

#include <queue>
#include <vector>
#include <functional> // for greater

std::priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> min_pq;

min_pq.push(10);
min_pq.push(30);
min_pq.push(20);
cout << min_pq.top(); // 输出 10

注意:第二个参数是底层容器(通常是 vector),第三个是比较函数对象。

自定义结构体的优先队列

比如我们有一个学生结构体,想按成绩从高到低排序:

struct Student {
    string name;
    int score;
    Student(string n, int s) : name(n), score(s) {}
};

// 自定义比较函数
struct Compare {
    bool operator()(const Student& a, const Student& b) {
        return a.score < b.score; // 大顶堆:分数高的优先
    }
};

std::priority_queue<Student, vector<Student>, Compare> stu_pq;

stu_pq.push(Student("Alice", 85));
stu_pq.push(Student("Bob", 90));
stu_pq.push(Student("Charlie", 78));

cout << stu_pq.top().name << ": " << stu_pq.top().score; // 输出 Bob: 90

常见成员函数

  • push(x):插入元素 x
  • pop():移除堆顶元素
  • top():获取堆顶元素(只读)
  • empty():判断是否为空
  • size():返回元素个数

基本上就这些。priority_queue 在 Dijkstra 算法、合并 K 个有序链表、任务调度等场景中非常实用。不复杂但容易忽略细节,比如小顶堆的模板写法。

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