A Kolejka priorytetowa C++ to rodzaj adaptera kontenera, specjalnie zaprojektowanego w taki sposób, że pierwszy element kolejki jest albo największym, albo najmniejszym ze wszystkich elementów w kolejce, a elementy są ułożone w kolejności nierosnącej lub niemalejącej (stąd widzimy, że każdy element kolejki ma priorytet {stała kolejność}).
W C++ STL domyślnie najwyższy element jest zawsze największy. Możemy go także zmienić na najmniejszy element u góry. Kolejki priorytetowe są budowane na szczycie sterty maksymalnej i wykorzystują tablicę lub wektor jako strukturę wewnętrzną. W prostych słowach, Kolejka priorytetowa STL jest implementacją C++
// C++ program to demonstrate the use of priority_queue> #include> #include> using> namespace> std;> // driver code> int> main()> {> >int> arr[6] = { 10, 2, 4, 8, 6, 9 };> >// defining priority queue> >priority_queue<>int>>pq;> >// printing array> >cout <<>'Array: '>;> >for> (>auto> i : arr) {> >cout << i <<>' '>;> >}> >cout << endl;> >// pushing array sequentially one by one> >for> (>int> i = 0; i <6; i++) {> >pq.push(arr[i]);> >}> >// printing priority queue> >cout <<>'Priority Queue: '>;> >while> (!pq.empty()) {> >cout << pq.top() <<>' '>;> >pq.pop();> >}> >return> 0;> }> |
>
>Wyjście
Array: 10 2 4 8 6 9 Priority Queue: 10 9 8 6 4 2>
Kolejka priorytetowa maks. sterty (schemat domyślny)
Jak utworzyć stertę minimalną dla kolejki priorytetowej?
Jak widzieliśmy wcześniej, kolejka priorytetowa jest domyślnie zaimplementowana w C++ jako sterta maksymalna, ale zapewnia nam również opcję zmiany jej na stertę minimalną poprzez przekazanie innego parametru podczas tworzenia kolejki priorytetowej.
Składnia:
priority_queue gq;>
Gdzie,
- „int” to typ elementów, które chcesz przechowywać w kolejce priorytetowej. W tym przypadku jest to liczba całkowita. Możesz wymienić wew z dowolnym innym typem danych, którego potrzebujesz. „wektor” to rodzaj wewnętrznego pojemnika używanego do przechowywania tych elementów. std::priority_queue nie jest kontenerem samym w sobie, ale podmiotem przyjmującym kontener. Owija inne pojemniki. W tym przykładzie używamy a wektor , ale możesz wybrać inny kontener obsługujący metody front(), push_back() i pop_back().
- ' większy ' to niestandardowa funkcja porównania. Określa to sposób uporządkowania elementów w kolejce priorytetowej. W tym konkretnym przykładzie większe konfiguruje a min-kupa . Oznacza to, że najmniejszy element będzie na górze kolejki.
W przypadku maksymalnej sterty nie musieliśmy ich określać, ponieważ wartości domyślne są już odpowiednie dla maksymalnej sterty.
Przykład:
C++
// C++ program to demonstrate> // min heap for priority queue> #include> #include> using> namespace> std;> void> showpq(> >priority_queue<>int>, vector<>int>>, większy<>int>>> g)> {> >while> (!g.empty()) {> >cout <<>' '> << g.top();> >g.pop();> >}> >cout <<>'
'>;> }> void> showArray(>int>* arr,>int> n)> {> >for> (>int> i = 0; i cout << arr[i] << ' '; } cout << endl; } // Driver Code int main() { int arr[6] = { 10, 2, 4, 8, 6, 9 }; priority_queue |
>
>Wyjście
Array: 10 2 4 8 6 9 Priority Queue : 2 4 6 8 9 10>
Kolejka priorytetowa minimalnej sterty
Notatka: Powyższa składnia może być trudna do zapamiętania, dlatego w przypadku wartości liczbowych możemy pomnożyć wartości przez -1 i użyć maksymalnej sterty, aby uzyskać efekt minimalnej sterty. Nie tylko to, że możemy zastosować niestandardową metodę sortowania poprzez zamianę większy z niestandardową funkcją komparatora.
Metody kolejki priorytetowej
Poniższa lista wszystkich metod klasy std::priority_queue:
| metoda | Definicja |
|---|---|
| kolejka_priorytetu::pusta() | Zwraca informację, czy kolejka jest pusta. |
| kolejka_priorytetu::rozmiar() | Zwraca rozmiar kolejki. |
| kolejka_priorytetu::top() | Zwraca odwołanie do najwyższego elementu kolejki. |
| kolejka_priorytetu::push() | Dodaje element „g” na końcu kolejki. |
| kolejka_priorytetu::pop() | Usuwa pierwszy element kolejki. |
| kolejka_priorytetów::swap() | Służy do zamiany zawartości dwóch kolejek, pod warunkiem, że kolejki muszą być tego samego typu, chociaż rozmiary mogą się różnić. |
| kolejka_priorytetu::emplace() | Służy do wstawiania nowego elementu do kontenera kolejki priorytetowej. |
| kolejka_priorytetu typ_wartości | Reprezentuje typ obiektu przechowywanego jako element w kolejce priorytetowej. Działa jako synonim parametru szablonu. |
Operacje na kolejce priorytetowej w C++
1. Wstawianie i usuwanie elementów kolejki priorytetowej
The naciskać() metoda służy do wstawienia elementu do kolejki priorytetowej. Aby usunąć element z kolejki priorytetowej, należy wykonać polecenie Muzyka pop() Metoda jest używana, ponieważ usuwa element o najwyższym priorytecie.
Poniżej znajduje się program C++ dla różnych funkcji w kolejce priorytetowej:
C++
// C++ Program to demonstrate various> // method/function in Priority Queue> #include> #include> using> namespace> std;> // Implementation of priority queue> void> showpq(priority_queue<>int>>gq)> {> >priority_queue<>int>>g = gq;> >while> (!g.empty()) {> >cout <<>' '> << g.top();> >g.pop();> >}> >cout <<>'
'>;> }> // Driver Code> int> main()> {> >priority_queue<>int>>gquiz;> >// used in inserting the element> >gquiz.push(10);> >gquiz.push(30);> >gquiz.push(20);> >gquiz.push(5);> >gquiz.push(1);> >cout <<>'The priority queue gquiz is : '>;> > >// used for highlighting the element> >showpq(gquiz);> >// used for identifying the size> >// of the priority queue> >cout <<>'
gquiz.size() : '> <<> >gquiz.size();> >// used for telling the top element> >// in priority queue> >cout <<>'
gquiz.top() : '> <<> >gquiz.top();> >// used for popping the element> >// from a priority queue> >cout <<>'
gquiz.pop() : '>;> >gquiz.pop();> >showpq(gquiz);> >return> 0;> }> |
>
>Wyjście
The priority queue gquiz is : 30 20 10 5 1 gquiz.size() : 5 gquiz.top() : 30 gquiz.pop() : 20 10 5 1>
Zapoznaj się z końcem analizy złożoności.
Notatka : Powyżej pokazano jedną z metod inicjalizacji kolejki priorytetowej. Aby dowiedzieć się więcej o sprawnej inicjalizacji kolejki priorytetowej kliknij tutaj.
2. Aby uzyskać dostęp do najwyższego elementu kolejki priorytetowej
Dostęp do najwyższego elementu kolejki priorytetowej można uzyskać za pomocą szczyt() metoda.
C++
// C++ program to access the top> // element of priority queue> #include> #include> using> namespace> std;> // Driver code> int> main()> {> >// create a priority queue of int> >priority_queue<>int>>liczby;> >// add items to priority_queue> >numbers.push(1);> >numbers.push(20);> >numbers.push(7);> >// get the element at the top> >cout <<>'Top element: '> <<> >numbers.top();> >return> 0;> }> |
>
>Wyjście
Top element: 20>
Zapoznaj się z końcem analizy złożoności.
lis lub wilk
Notatka: Możemy uzyskać dostęp tylko do najwyższego elementu w kolejce priorytetowej.
3. Aby sprawdzić, czy kolejka priorytetowa jest pusta, czy nie:
Używamy metody pusty(), aby sprawdzić, czy kolejka priorytetowa jest pusta. Ta metoda zwraca:
- True – Zwracany, gdy kolejka priorytetowa jest pusta i jest reprezentowany przez 1 False – Jest generowany, gdy kolejka priorytetowa nie jest pusta lub False i charakteryzuje się 0
Przykład:
C++
// C++ program to demonstrate> // Implementation of empty() function> #include> #include> using> namespace> std;> // Driver code> int> main()> {> >priority_queue<>int>>pqueueGFG;> >pqueueGFG.push(1);> > >// Priority Queue becomes 1> >// check if it is empty or not> >if> (pqueueGFG.empty())> >{> >cout <<>'Empty or true'>;> >}> >else> >{> >cout <<>'Contains element or False'>;> >}> >return> 0;> }> |
>
>Wyjście
Contains element or False>
Zapoznaj się z końcem analizy złożoności.
4. Aby uzyskać/sprawdzić rozmiar kolejki priorytetowej
Określa rozmiar kolejki priorytetowej. Mówiąc najprościej, rozmiar() metoda służy do uzyskania liczby elementów obecnych w pliku Kolejka priorytetowa .
Poniżej znajduje się program C++ sprawdzający wielkość kolejki priorytetowej:
C++
// C++ program to demonstrate the> // size() method of priority queue> #include> #include> using> namespace> std;> // Driver code> int> main()> {> >// create a priority queue of string> >priority_queue pqueue;> >// add items to priority_queue> >pqueue.push(>'Geeks'>);> >pqueue.push(>'for'>);> >pqueue.push(>'Geeks'>);> >pqueue.push(>'C++'>);> >// get the size of queue> >int> size = pqueue.size();> >cout <<>'Size of the queue: '> << size;> >return> 0;> }> |
>
>Wyjście
Size of the queue: 4>
Zapoznaj się z końcem analizy złożoności.
5. Aby zamienić zawartość kolejki priorytetowej na inną kolejkę podobnego typu
Zamieniać() funkcja służy do zamiany zawartości jednej kolejki priorytetowej na inną kolejkę priorytetową tego samego typu i tego samego lub innego rozmiaru.
Poniżej znajduje się program C++ służący do zamiany zawartości kolejki priorytetowej na inną kolejkę podobnego typu:
C++
// CPP program to illustrate> // Implementation of swap() function> #include> using> namespace> std;> // Print elements of priority queue> void> print(priority_queue<>int>>pq)> {> >while> (!pq.empty()) {> >cout << pq.top() <<>' '>;> >pq.pop();> >}> >cout << endl;> }> int> main()> {> >// priority_queue container declaration> >priority_queue<>int>>pq1;> >priority_queue<>int>>pq2;> >// pushing elements into the 1st priority queue> >pq1.push(1);> >pq1.push(2);> >pq1.push(3);> >pq1.push(4);> >// pushing elements into the 2nd priority queue> >pq2.push(3);> >pq2.push(5);> >pq2.push(7);> >pq2.push(9);> >cout <<>'Before swapping:-'> << endl;> >cout <<>'Priority Queue 1 = '>;> >print(pq1);> >cout <<>'Priority Queue 2 = '>;> >print(pq2);> >// using swap() function to swap elements of priority> >// queues> >pq1.swap(pq2);> >cout << endl <<>'After swapping:-'> << endl;> >cout <<>'Priority Queue 1 = '>;> >print(pq1);> >cout <<>'Priority Queue 2 = '>;> >print(pq2);> >return> 0;> }> // This code is contributed by Susobhan Akhuli> |
>
>Wyjście
Before swapping:- Priority Queue 1 = 4 3 2 1 Priority Queue 2 = 9 7 5 3 After swapping:- Priority Queue 1 = 9 7 5 3 Priority Queue 2 = 4 3 2 1>
Zapoznaj się z końcem analizy złożoności.
6. Aby umieścić nowy element w kontenerze kolejki priorytetowej
Umieścić() funkcja służy do wstawienia nowego elementu do kontenera kolejki priorytetowej, nowy element jest dodawany do kolejki priorytetowej zgodnie z jego priorytetem. Jest to podobne do operacji push. Różnica polega na tym, że operacja emplace() oszczędza niepotrzebną kopię obiektu.
Poniżej znajduje się program C++ służący do umieszczenia nowego elementu w kontenerze kolejki priorytetowej:
C++
// CPP program to illustrate> // Implementation of emplace() function> #include> using> namespace> std;> int> main()> {> >priority_queue<>int>>pq;> >pq.emplace(1);> >pq.emplace(2);> >pq.emplace(3);> >pq.emplace(4);> >pq.emplace(5);> >pq.emplace(6);> >// Priority queue becomes 1, 2, 3, 4, 5, 6> >// Printing the priority queue> >cout <<>'Priority Queue = '>;> >while> (!pq.empty()) {> >cout << pq.top() <<>' '>;> >pq.pop();> >}> >return> 0;> }> // This code is contributed by Susobhan Akhuli> |
>
>Wyjście
Priority Queue = 6 5 4 3 2 1>
Zapoznaj się z końcem analizy złożoności.
7. Aby reprezentować typ obiektu przechowywanego jako element w kolejce priorytetowej
Metodapriorytet_queue ::value_type jest wbudowaną funkcją w języku C++ STL, która reprezentuje typ obiektu przechowywanego jako element w kolejce priorytetowej. Działa jako synonim parametru szablonu.
Składnia:
priority_queue::value_type variable_name>
Poniżej znajduje się program C++ reprezentujący typ obiektu przechowywanego jako element w kolejce priorytetowej:
C++
// C++ program to illustrate the> // priority_queue :: value_type function> #include> using> namespace> std;> // Driver code> int> main()> {> >// declare integer value_type for priority queue> >priority_queue<>int>>::value_type AnInt;> >// declare string value_type for priority queue> >priority_queue::value_type AString;> >// Declares priority_queues> >priority_queue<>int>>q1;> >priority_queue q2;> >// Here AnInt acts as a variable of int data type> >AnInt = 20;> >cout <<>'The value_type is AnInt = '> << AnInt << endl;> >q1.push(AnInt);> >AnInt = 30;> >q1.push(AnInt);> >cout <<>'Top element of the integer priority_queue is: '> ><< q1.top() << endl;> >// here AString acts as a variable of string data type> >AString =>'geek'>;> >cout << endl> ><<>'The value_type is AString = '> << AString> ><< endl;> >q2.push(AString);> >AString =>'for'>;> >q2.push(AString);> >AString =>'geeks'>;> >q2.push(AString);> >cout <<>'Top element of the string priority_queue is: '> ><< q2.top() << endl;> >return> 0;> }> // This code is contributed by Susobhan Akhuli> |
>
>Wyjście
The value_type is AnInt = 20 Top element of the integer priority_queue is: 30 The value_type is AString = geek Top element of the string priority_queue is: geeks>
Zapoznaj się z końcem analizy złożoności.
Złożoność wszystkich operacji:
| Metody lista tablic sortowania Java | Złożoność czasu | Przestrzeń pomocnicza |
|---|---|---|
| kolejka_priorytetu::pusta() | O(1) | O(1) |
| kolejka_priorytetu::rozmiar() | O(1) | O(1) |
| kolejka_priorytetów::top() | O(1) | O(1) |
| kolejka_priorytetu::push() | O(logN) | O(1) |
| kolejka_priorytetów::pop() | O(logN) | O(1) |
| kolejka_priorytetów::swap() | O(1) | NA) |
| kolejka_priorytetu::emplace() | O(logN) | O(1) |
| kolejka_priorytetu typ_wartości | O(1) | O(1) |