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C++ priority_queue优先队列用法_C++大顶堆与小顶堆的实现

穿越時空

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发布时间:2025-11-25 18:15:00

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来源于php中文网

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priority_queue是C++中基于堆的容器适配器,默认为大顶堆,可通过greater或自定义比较实现小顶堆及复杂排序。

c++ priority_queue优先队列用法_c++大顶堆与小顶堆的实现

在C++中,priority_queue 是一个基于堆结构实现的容器适配器,用于自动维护元素的优先级顺序。默认情况下,它是一个大顶堆(最大值始终在队首),但可以通过自定义比较方式变成小顶堆(最小值在队首)。下面详细介绍其基本用法和大小顶堆的实现方法。

1. priority_queue 基本语法与头文件

使用 priority_queue 需要包含头文件 ```cpp #include #include #include ```

基本声明格式为:

std::priority_queue<T, Container, Compare> pq;
  • T:存储的数据类型
  • Container:底层容器,默认是 <vector
  • Compare:比较函数对象,默认是 <less,生成大顶堆

常见简写形式:

```cpp // 大顶堆(默认) std::priority_queue max_heap;

// 小顶堆(使用 greater) std::priority_queue<int, std::vector, std::greater> min_heap;

<H3>2. 大顶堆(最大堆)实现</H3>
<font color="#333">默认的 priority_queue 就是大顶堆,顶部元素为最大值。</font>
```cpp
std::priority_queue<int> max_pq;
max_pq.push(10);
max_pq.push(30);
max_pq.push(20);

while (!max_pq.empty()) {
    std::cout << max_pq.top() << " ";  // 输出:30 20 10
    max_pq.pop();
}

特点:每次 top() 返回当前最大值,pop() 删除最大值。

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3. 小顶堆(最小堆)实现

通过指定 std::greater 作为比较器,可构建小顶堆。 ```cpp std::priority_queue, std::greater> min_pq; min_pq.push(10); min_pq.push(30); min_pq.push(20);

while (!min_pq.empty()) { std::cout << min_pq.top() << " "; // 输出:10 20 30 min_pq.pop(); }

<font color="#555">注意:必须显式指定容器类型 vector<int>,因为第三个模板参数覆盖默认时,前两个不能省略。</font>

<H3>4. 自定义数据类型的优先队列</H3>
<font color="#333">对于结构体或类,需提供比较逻辑。可通过重载操作符或自定义比较结构体实现。</font>

<strong>方法一:重载 < 操作符(用于大顶堆)</strong>
```cpp
struct Person {
    int age;
    string name;
    bool operator<(const Person& p) const {
        return age < p.age;  // 年龄大的优先级高(大顶堆)
    }
};
std::priority_queue<Person> pq;

方法二:自定义比较结构体(更灵活)

struct Compare {
    bool operator()(const Person& a, const Person& b) {
        return a.age > b.age;  // 年龄小的优先级高 → 小顶堆
    }
};
std::priority_queue<Person, vector<Person>, Compare> pq;

这种方式适合复杂排序规则,比如先按优先级,再按时间排序等。

基本上就这些。掌握默认大顶堆、小顶堆的写法以及自定义类型处理,就能应对大多数场景了。

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