STL学习——Priority_queue篇

STL学习——Priority_queue篇

概述

priority_queue是一个拥有权值观念的queue，它允许加入新元素，移除旧元素，审视元素值等功能。因为它是queue，故只允许底端加入元素，顶端取出元素。priorit_queue内元素并非依照被推入的次序排列，而是依照元素权值排列。权值最高者，排在最前面。

实现

priority_queue利用max_heap和vector表现的完全二叉树实现。它的实现完全以底部容器为根据，并使用heap处理规则，故实现简单。默认情况，使用vector为底部容器。由于它有“修改某物接口，形成另一风貌”性质，为适配器，被称为容器适配器。它不提供迭代器，也不提供遍历操作。其实现元素如下：

// priority_queue类定义
template <class _Tp,
class _Sequence __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(vector<_Tp>),
class _Compare
__STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(less<typename _Sequence::value_type>) >
class priority_queue {
...
public:
typedef typename _Sequence::value_type      value_type;
typedef typename _Sequence::size_type       size_type;
typedef          _Sequence                  container_type;

typedef typename _Sequence::reference       reference;
typedef typename _Sequence::const_reference const_reference;
protected:
_Sequence c;      // 底层容器
_Compare comp;    // 元素大小比较标准
public:
priority_queue() : c() {}
explicit priority_queue(const _Compare& __x) :  c(), comp(__x) {}
// 以下用到的make_heap()，push_heap()，pop_heap()都是泛型算法
// 注意，任一个构造函数都立刻位于底层容器内产生一个implicit represention heap
priority_queue(const _Compare& __x, const _Sequence& __s)
: c(__s), comp(__x)
{ make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }

#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
template <class _InputIterator>
priority_queue(_InputIterator __first, _InputIterator __last)
: c(__first, __last) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }

template <class _InputIterator>
priority_queue(_InputIterator __first,
_InputIterator __last, const _Compare& __x)
: c(__first, __last), comp(__x)
{ make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }

template <class _InputIterator>
priority_queue(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
const _Compare& __x, const _Sequence& __s)
: c(__s), comp(__x)
{
c.insert(c.end(), __first, __last);
make_heap(c.begin(), c.end(), comp);
}

#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
priority_queue(const value_type* __first, const value_type* __last)
: c(__first, __last) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }

priority_queue(const value_type* __first, const value_type* __last,
const _Compare& __x)
: c(__first, __last), comp(__x)
{ make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }

priority_queue(const value_type* __first, const value_type* __last,
const _Compare& __x, const _Sequence& __c)
: c(__c), comp(__x)
{
c.insert(c.end(), __first, __last);
make_heap(c.begin(), c.end(), comp);
}
#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
// 判断priority_queue是否为空
bool empty() const { return c.empty(); }
// 返回priority_queue大小
size_type size() const { return c.size(); }
// 返回priority_queue队首元素
const_reference top() const { return c.front(); }
// priority入队操作
void push(const value_type& __x) {
__STL_TRY {
// push_heap是泛型算法，先利用底层容器的push_back()将新元素推入末端，再重排heap。
c.push_back(__x);
push_heap(c.begin(), c.end(), comp);   // push_heap是泛型算法
}
__STL_UNWIND(c.clear());
}
// priority_queue出队操作
void pop() {
__STL_TRY {
// pop_heap是泛型算法，从heap内取出一个元素。他并不是真正将元素弹出，而是重排heap，然后在以底层容器的pop_heap()取得被弹出的元素
pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);
c.pop_back();
}
__STL_UNWIND(c.clear());
}
};
...

参考文献

STL源码剖析——侯捷

STL源码