c++ - 如何创建 Min stl priority_queue？

Question

默认的 stl 优先级队列是 Max one（Top 函数返回最大元素）。

说，为简单起见，它是 int 值的优先级队列。

Answer 1

用作std::greater比较函数：

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

Answer 2

一种方法是定义一个合适的比较器，用于对普通优先级队列进行操作，以使其优先级反转：

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

 struct compare  
 {  
   bool operator()(const int& l, const int& r)  
   {  
       return l > r;  
   }  
 };  

 int main()  
 {  
     priority_queue<int,vector<int>, compare > pq;  

     pq.push(3);  
     pq.push(5);  
     pq.push(1);  
     pq.push(8);  
     while ( !pq.empty() )  
     {  
         cout << pq.top() << endl;  
         pq.pop();  
     }  
     cin.get();  
 }

分别输出 1、3、5、8。

这里给出了通过 STL 和Sedgewick 的实现使用优先级队列的一些示例。

Answer 3

第三个模板参数priority_queue是比较器。将其设置为使用greater.

例如

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

您将#include <functional>需要std::greater.

Answer 4

您可以通过多种方式做到这一点：
1.greater用作比较功能：

 #include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main()
{
    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >pq;
    pq.push(1);
    pq.push(2);
    pq.push(3);

    while(!pq.empty())
    {
        int r = pq.top();
        pq.pop();
        cout<<r<< " ";
    }
    return 0;
}

2. 通过更改符号来插入值（使用减号 (-) 表示正数，使用加号 (+) 表示负数：

int main()
{
    priority_queue<int>pq2;
    pq2.push(-1); //for +1
    pq2.push(-2); //for +2
    pq2.push(-3); //for +3
    pq2.push(4);  //for -4

    while(!pq2.empty())
    {
        int r = pq2.top();
        pq2.pop();
        cout<<-r<<" ";
    }

    return 0;
}

3.使用自定义结构或类：

struct compare
{
    bool operator()(const int & a, const int & b)
    {
        return a>b;
    }
};

int main()
{

    priority_queue<int,vector<int>,compare> pq;
    pq.push(1);
    pq.push(2);
    pq.push(3);

    while(!pq.empty())
    {
        int r = pq.top();
        pq.pop();
        cout<<r<<" ";
    }

    return 0;
}

4. 使用自定义结构或类，您可以按任何顺序使用priority_queue。假设，我们想根据他们的薪水以降序对人们进行排序，如果并列则根据他们的年龄。

    struct people
    {
        int age,salary;

    };
    struct compare{
    bool operator()(const people & a, const people & b)
        {
            if(a.salary==b.salary)
            {
                return a.age>b.age;
            }
            else
            {
                return a.salary>b.salary;
            }

    }
    };
    int main()
    {

        priority_queue<people,vector<people>,compare> pq;
        people person1,person2,person3;
        person1.salary=100;
        person1.age = 50;
        person2.salary=80;
        person2.age = 40;
        person3.salary = 100;
        person3.age=40;


        pq.push(person1);
        pq.push(person2);
        pq.push(person3);

        while(!pq.empty())
        {
            people r = pq.top();
            pq.pop();
            cout<<r.salary<<" "<<r.age<<endl;
    }

5. 通过运算符重载可以获得相同的结果：

   struct people
   {
   int age,salary;
   
   bool operator< (const people & p)const
   {
       if(salary==p.salary)
       {
           return age>p.age;
       }
       else
       {
           return salary>p.salary;
       }
   }};
   

   在主要功能中：

   priority_queue<people> pq;
   people person1,person2,person3;
   person1.salary=100;
   person1.age = 50;
   person2.salary=80;
   person2.age = 40;
   person3.salary = 100;
   person3.age=40;
   
   
   pq.push(person1);
   pq.push(person2);
   pq.push(person3);
   
   while(!pq.empty())
   {
       people r = pq.top();
       pq.pop();
       cout<<r.salary<<" "<<r.age<<endl;
   }
   

Answer 5

在 C++11 中，为方便起见，您还可以创建一个别名：

template<class T> using min_heap = priority_queue<T, std::vector<T>, std::greater<T>>;

并像这样使用它：

min_heap<int> my_heap;

Answer 6

解决此问题的一种方法是，将 priority_queue 中每个元素的负数推入，这样最大的元素将成为最小的元素。在进行pop操作时，对每个元素取反。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main(){
    priority_queue<int> pq;
    int i;

// push the negative of each element in priority_queue, so the largest number will become the smallest number

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cin>>j;
        pq.push(j*-1);
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout<<(-1)*pq.top()<<endl;
        pq.pop();
    }
}

Answer 7

基于以上所有答案，我创建了一个如何创建优先级队列的示例代码。注意：它适用于 C++11 及以上编译器

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iomanip>
#include <queue>

using namespace std;

// template for prirority Q
template<class T> using min_heap = priority_queue<T, std::vector<T>, std::greater<T>>;
template<class T> using max_heap = priority_queue<T, std::vector<T>>;

const int RANGE = 1000;

vector<int> get_sample_data(int size);

int main(){
  int n;
  cout << "Enter number of elements N = " ; cin >> n;
  vector<int> dataset = get_sample_data(n);

  max_heap<int> max_pq;
  min_heap<int> min_pq;

  // Push data to Priority Queue
  for(int i: dataset){
    max_pq.push(i);
    min_pq.push(i);
  }

  while(!max_pq.empty() && !min_pq.empty()){
    cout << setw(10) << min_pq.top()<< " | " << max_pq.top() << endl;
    min_pq.pop();
    max_pq.pop();
  }

}


vector<int> get_sample_data(int size){
  srand(time(NULL));
  vector<int> dataset;
  for(int i=0; i<size; i++){
    dataset.push_back(rand()%RANGE);
  }
  return dataset;
}

以上代码的输出

Enter number of elements N = 4

        33 | 535
        49 | 411
       411 | 49
       535 | 33

Answer 8

我们可以使用几种方法来做到这一点。

使用模板比较器参数

    int main() 
    {
      priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > pq;

      pq.push(40);
      pq.push(320);
      pq.push(42);
      pq.push(65);
      pq.push(12);

      cout<<pq.top()<<endl;
      return 0;
    }

使用已定义的比较器类

     struct comp
     {
        bool operator () (int lhs, int rhs)
        {
           return lhs > rhs;
        }
     };

    int main()
    {
       priority_queue<int, vector<int>, comp> pq;

       pq.push(40);
       pq.push(320);
       pq.push(42);
       pq.push(65);
       pq.push(12);

       cout<<pq.top()<<endl;

       return 0;
    }

Answer 9

将值与 -1 相乘，使用 max heap 得到 min heap 的效果