STL-优先队列(priority_queue)

2021-07-27 02:31:34 阅读：149 来源： 互联网

标签：priority 队列函数 STL 捕获外部 queue int 变量

在刷Leetcode过程中，有道题的解法中使用了优先队列，使用的方式看不懂，遂记录学习优先队列的基础知识

定义

优先队列不同于队列的先进先出，其中的遵循先进‘最值’出。入队，出队操作过程中的使用堆排序。总是保证最值在队列第一位。

使用时引入#include<queue>

定义priority_queue< Type, Container, Functional>

其中：
1. Type为队列的元素数据类型
2. Container 指定实现priority_queue的容器类型，priority_queue需要基于可以随机存取的容器实现（如vector,deque，list不可以）
3. Functional 时自定义比较，优先队列按照哪种规则进行排序。
如果使用默认按照数值大小排序大顶堆。Container， Functional可以省略。

完整示例：
```
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
  auto cmp=[](int a, int b){return a<b;};
  priority_queue<int, vector<int>, decltype(cmp)>q(cmp); //该priority_queue基于容器vector创建， 数据类型为int;
  //使用decltype加lambda匿名函数自定义cmp函数
  //又或者使用运算符重载 operator
  struct CmpOp{
    bool operator()(int a, int b){//使用operator重载了()运算符，构建了函数对象
      return a>b;
    }
  }
  priority_queue<int, vector<int>, CmpOp> q;
}
```

基本使用

其操作函数与队列相似

q.push(1);//入队
q.pop();//出队，符合条件的最值出队
q.top();//返回队头元素，符合条件的最值
q.empty();//是否为空
q.size();//返回队列中元素个数

自定义比较函数

在上面第1节的例子中，给出了两种自定义比较函数的方式，一个是使用函数对象，一个是使用匿名函数

函数对象

当做函数使用的对象, 即一个重载了括号操作符()的类。当用该类的对象调用此操作符时，其表现形式如同普通函数调用一般，因此取名叫函数类,
```
class FucPrint{
    public:
        void operator()(){
            cout<<"test FucPrint."<<endl;
            
        }
};
FucPrint print_t;
print_t();
//会打印一下信息.
//test FucPrint.
```
主要在于函数对象有以下的优势：
- 函数对象可以有自己的状态。我们可以在类中定义状态变量，这样一个函数对象在多次的调用中可以共享这个状态。但是函数调用没这种优势，除非它使用全局变量来保存状态。
- 函数对象有自己特有的类型，而普通函数无类型可言。这种特性对于使用C++标准库来说是至关重要的。这样我们在使用STL中的函数时，可以传递相应的类型作为参数来实例化相应的模板，从而实现我们自己定义的规则。
STL中的priority_queue的比较函数使用就是函数对象，在上面例子中，使用的是结构体（c++中结构体可以视为一种对象，只不过他的成员都是公开的）,改成类对象的形式为：
```
class CmpOp{
  public:
  	bool operator()(int a, int b){
      return a>b;
    }
}
```

匿名函数

匿名函数是C++11中引入的，利用Lambda表达式，可以方便的定义和创建匿名函数，其表达式的声明为

[capture list](param list) mutable exception->return type{fuction body}

capture list 捕获的外部变量列表
param list 形参列表
mutable(指示符): 是否可以修改捕获的变量。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（参数为空）
exception: 异常设定
return type: 返回类型，可以不需要声明返回值（连同→ \rightarrow→一起省略），此时返回类型相当于使用decltyp根据返回值推断得到。
function body: 函数体

Lambda表达式通过在最前面的方括号[]来明确指明其内部可以访问的外部变量，这一过程也称过Lambda表达式“捕获”了外部变量。类似参数传递方式（值传递、引入传递、指针传递），在Lambda表达式中，外部变量的捕获方式也有值捕获、引用捕获、隐式捕获。

捕获外部变量形式


[]	不捕获任何外部变量
[变量名, ...]	以值的方式捕获指定外部变量
[this]	以值的形式捕获this指针
[=]	以值的方式捕获函数体中所有外部变量
[&]	以引用的方式捕获函数体中所有外部变量
[&, a]	以值的形式捕获外部变量a，以引用的形式捕获其他外部变量
[=, &a]	以引用的形式捕获外部变量a，以值的形式捕获其他外部变量

lambda表达式会自动转变成一个类——它每一个成员变量都对应着一个捕获的变量。这个类根据lambda表达式的参数列表重载了operator()

如上面的这个

[](int a, int b){return a<b;}
//编译器内部生成的类，类似
class someLambda{
	public:
		bool operator()(int a, int b){
      return a<b;
    }
}

对于捕获外部变量的情况

[&](char a, char b){return character[a]<character[b];}
//
class someLambda{
	someLambda(char* &character)_cha(character){}
	public:
		bool operator(){char a, char b}{
			return _cha[a]<_cha[b];
		}
	private:
		char *_cha;
}

标签：priority,队列,函数,STL,捕获,外部,queue,int,变量
来源： https://www.cnblogs.com/Zak-NoS/p/15063995.html

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基本使用

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