当前位置：首页 > news >正文

19.优先级队列容器priority_queue

news 2025/11/16 7:52:47

一、什么是优先级队列

二、priority_queue容器介绍

priority_queue的接口

1. 构造函数

2. 核心操作接口

3. 注意事项

一、什么是优先级队列

首先优先级队列是一种抽象数据类型，它与普通队列“ 先进先出（FIFO）” 的规则不同，它是按照元素的优先级进行操作的：每次取出的元素都是当前队列中优先级最高/最低的，（相当于是一个有序的数组，并且进行插入删除等操作后依旧有序）

优先级队列底层可以通过多种数据结构实现，不同实现的效率不同。最常用的是通过堆来实现。C++标准库中的实现的优先级队列容器priority_queue，就是通过最大堆实现的（即每次取出的元素是当前队列中最大的）它的核心特性是：无论插入顺序如何，每次弹出的都是优先级最高（默认是最大）的元素。

二、priority_queue容器介绍

priority是一种容器适配器，他的底层容器必须要是支持 push_back、pop_back、front 等操作的随机访问容器。一般是vector容器

导入<queue>头文件，即可使用priority_queue容器

priority_queue的接口

1. 构造函数

初始化时一般不需要参数，重点在模板的使用，第一个模板参数需要指定容器存储的数据类型，如int类型。默认用最大堆实现的，如果想要最小堆，那可以使用greater比较器

示例代码：

// 1. 默认：存储 int，底层用 vector，最大堆（less<int>）
priority_queue<int> pq;// 2. 最小堆（需指定 greater<int> 比较器）
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> min_pq;

2. 核心操作接口

操作	功能描述	时间复杂度
`push(val)`	插入元素 `val` 到队列，并调整堆结构	O(log n)
`pop()`	移除队列中优先级最高的元素（队首）	O(log n)
`top()`	返回队列中优先级最高的元素（不删除）	O(1)
`empty()`	判断队列是否为空	O(1)
`size()`	返回队列中元素的个数	O(1)

示例代码：

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;int main() {// 定义一个最大堆（默认）priority_queue<int> pq;// 测试 empty() 和 size()（初始状态）cout << "初始状态：" << endl;cout << "是否为空？" << (pq.empty() ? "是" : "否") << endl;cout << "当前元素数量：" << pq.size() << endl << endl;// 测试 push() 插入元素cout << "执行 push(3), push(1), push(5), push(2) 后：" << endl;pq.push(3);pq.push(1);pq.push(5);pq.push(2);// 再次测试 empty() 和 size()cout << "是否为空？" << (pq.empty() ? "是" : "否") << endl;cout << "当前元素数量：" << pq.size() << endl;// 测试 top() 查看堆顶元素（最大值）cout << "当前堆顶元素（优先级最高）：" << pq.top() << endl << endl;// 测试 pop() 移除堆顶元素，并循环查看剩余元素cout << "依次执行 pop() 并查看堆顶：" << endl;while (!pq.empty()) {cout << "弹出前堆顶：" << pq.top() << "，当前数量：" << pq.size() << endl;pq.pop();}// 最后测试 empty() 和 size()（空状态）cout << endl << "所有元素弹出后：" << endl;cout << "是否为空？" << (pq.empty() ? "是" : "否") << endl;cout << "当前元素数量：" << pq.size() << endl;return 0;
}