如何对对象使用优先级队列STL?


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class Person
{
public:
    int age;
};

我想将Person类的对象存储在优先级队列中。

priority_queue< Person, vector<Person>, ??? >

我认为我需要为比较对象定义一个类,但是我不确定。

而且,当我们写的时候

priority_queue< int, vector<int>, greater<int> > 

大工作如何进行?


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Rick Smith

Answers:


110

Person在这种情况下,您需要为队列中存储的类型提供有效的严格弱排序比较。默认值为use std::less<T>,它解析为等效于operator<。这依赖于它自己的存储类型(具有一个)。因此,如果您要实施

bool operator<(const Person& lhs, const Person& rhs); 

它应该可以正常工作,而无需任何进一步的更改。实现可能是

bool operator<(const Person& lhs, const Person& rhs)
{
  return lhs.age < rhs.age;
}

如果类型没有自然的“小于”比较,则提供您自己的谓词(而不是default)会更有意义std::less<Person>。例如,

struct LessThanByAge
{
  bool operator()(const Person& lhs, const Person& rhs) const
  {
    return lhs.age < rhs.age;
  }
};

然后像这样实例化队列:

std::priority_queue<Person, std::vector<Person>, LessThanByAge> pq;

关于std::greater<Person>作为比较器的使用,这将使用的等效器,operator>并具有在默认情况下使用优先级倒置的WRT创建队列的效果。这将需要存在一个operator>可以在两个Person实例上运行的对象。


7
虽然这个答案是正确的,但我不喜欢operator<这里的用法。operator<实现类型的默认比较,以我的经验,这很少是您想要的。我认为Mike在回答中描述的方法几乎总是可取的。
比约恩博动

1
@BjörnPollex同意。我正在为此添加一些内容。在只有一个数据成员的类中,运算符可能很有意义。
juanchopanza

值得注意的是:实施bool YourClass::operator <(const YourClass&) const还将允许透明使用默认比较器std::less<T>。并不是您所需要的那么灵活,而是可以正常工作。(和+1)。
WhozCraig 2013年

谢谢你的回答。即使类有多个成员,我也可以重载'<'运算符,对吗?
user2441151 2013年

@ user2441151是的,可以,但是必须小心逻辑。它必须执行严格的弱排序。数据成员越多,越容易出错。除非您使用std::tie,在这种情况下,它是微不足道的。
juanchopanza

50

您将编写一个比较器类,例如:

struct CompareAge {
    bool operator()(Person const & p1, Person const & p2) {
        // return "true" if "p1" is ordered before "p2", for example:
        return p1.age < p2.age;
    }
};

并将其用作比较器参数:

priority_queue<Person, vector<Person>, CompareAge>

使用greater会给默认值赋予相反的顺序less,这意味着队列将为您提供最小值而不是最大值。


1
是否可以传递“比较器对象”而不是比较器类?(以使其参数化并获得更大的灵活性)
castarco 2014年

1
@castarco是的,您可以将特定的比较器对象作为构造函数参数传递。
Mike Seymour 2014年

对于最佳答案,这是一种更可取的方法。不仅因为它实现了更高级别的比较(可以轻松地以较低和更高级别的其他语言进行传输),而且还因为它导致了更多可重用的代码。
Furkan Toprak

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优先级队列是一种抽象的数据类型,它捕获容器的概念,其元素具有附加的“优先级”。最高优先级的元素始终出现在队列的最前面。如果该元素被删除,则下一个优先级最高的元素将排在最前面。

C ++标准库使用以下操作定义了类模板priority_queue:

push:将元素插入优先级队列。

top:从优先级队列返回(不删除它)最高优先级的元素。

pop:从优先级队列中删除优先级最高的元素。

size:返回优先级队列中的元素数。

:根据优先级队列是否为空,返回true或false。

以下代码段显示了如何构造两个优先级队列,一个可以包含整数,另一个可以包含字符串:

#include <queue>

priority_queue<int> q1;
priority_queue<string> q2;

以下是优先级队列用法的示例:

#include <string>
#include <queue>
#include <iostream>

using namespace std;  // This is to make available the names of things defined in the standard library.

int main()
{
    piority_queue<string> pq; // Creates a priority queue pq to store strings, and initializes the queue to be empty.

    pq.push("the quick");
    pq.push("fox");
    pq.push("jumped over");
    pq.push("the lazy dog");

    // The strings are ordered inside the priority queue in lexicographic (dictionary) order:
    // "fox", "jumped over", "the lazy dog", "the quick"
    //  The lowest priority string is "fox", and the highest priority string is "the quick"

    while (!pq.empty()) {
       cout << pq.top() << endl;  // Print highest priority string
       pq.pop();                    // Remmove highest priority string
    }

    return 0;
}

该程序的输出为:

the quick
the lazy dog
jumped over
fox

由于队列遵循优先顺序,因此字符串从最高优先级到最低优先级打印。

有时,需要创建一个优先级队列来包含用户定义的对象。在这种情况下,优先级队列需要知道用于确定哪些对象具有最高优先级的比较标准。这是通过属于某个类的函数对象完成的,该函数对象使operator()重载。为了确定优先级,重载的()充当<。例如,假设我们要创建一个优先级队列来存储Time对象。时间对象具有三个字段:小时,分钟,秒:

struct Time {
    int h; 
    int m; 
    int s;
};

class CompareTime {
    public:
    bool operator()(Time& t1, Time& t2) // Returns true if t1 is earlier than t2
    {
       if (t1.h < t2.h) return true;
       if (t1.h == t2.h && t1.m < t2.m) return true;
       if (t1.h == t2.h && t1.m == t2.m && t1.s < t2.s) return true;
       return false;
    }
}

按照上述比较标准存储时间的优先级队列将定义如下:

priority_queue<Time, vector<Time>, CompareTime> pq;

Here is a complete program:

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

using namespace std;

struct Time {
    int h; // >= 0
    int m; // 0-59
    int s; // 0-59
};

class CompareTime {
public:
    bool operator()(Time& t1, Time& t2)
    {
       if (t1.h < t2.h) return true;
       if (t1.h == t2.h && t1.m < t2.m) return true;
       if (t1.h == t2.h && t1.m == t2.m && t1.s < t2.s) return true;
       return false;
    }
};

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

    // Array of 4 time objects:

    Time t[4] = { {3, 2, 40}, {3, 2, 26}, {5, 16, 13}, {5, 14, 20}};

    for (int i = 0; i < 4; ++i)
       pq.push(t[i]);

    while (! pq.empty()) {
       Time t2 = pq.top();
       cout << setw(3) << t2.h << " " << setw(3) << t2.m << " " <<
       setw(3) << t2.s << endl;
       pq.pop();
    }

    return 0;
}

该程序可打印从最新到最早的时间:

5  16  13
5  14  20
3   2  40
3   2  26

如果我们希望最早的时间具有最高的优先级,则可以这样重新定义CompareTime:

class CompareTime {
public:
    bool operator()(Time& t1, Time& t2) // t2 has highest prio than t1 if t2 is earlier than t1
    {
       if (t2.h < t1.h) return true;
       if (t2.h == t1.h && t2.m < t1.m) return true;
       if (t2.h == t1.h && t2.m == t1.m && t2.s < t1.s) return true;
       return false;
    }
};

1
如果可以的话,我有一个问题。priority_queue <时间,向量<时间>,比较时间> pq; 。为什么第二个参数vector <Time>是必需的?我在许多代码片段中都看到了它,但我听不懂。
BarbuDorel '16

哦,不。。。狐狸不是棕色的,非棕色的狐狸跳过(跳下了)懒狗。:-(
cyber_raj

3
第一个代码段中的pq.front()不应该是pq.top()吗?
codewing

4

这段代码可能会有所帮助。

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

class node{
public:
    int age;
    string name;
    node(int a, string b){
        age = a;
        name = b;
    }
};

bool operator<(const node& a, const node& b) {

    node temp1=a,temp2=b;
    if(a.age != b.age)
        return a.age > b.age;
    else{
        return temp1.name.append(temp2.name) > temp2.name.append(temp1.name);
    }
}

int main(){
    priority_queue<node> pq;
    node b(23,"prashantandsoon..");
    node a(22,"prashant");
    node c(22,"prashantonly");
    pq.push(b);
    pq.push(a);
    pq.push(c);

    int size = pq.size();
    for (int i = 0; i < size; ++i)
    {
        cout<<pq.top().age<<" "<<pq.top().name<<"\n";
        pq.pop();
    }
}

输出:

22 prashantonly
22 prashant
23 prashantandsoon..

0

我们可以定义用户定义的比较器:。下面的代码对您有帮助。

代码段:

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

struct man
{
  string name;
  int priority; 
};

class comparator
{
 public:
   bool operator()(const man& a, const man& b)
   {
        return a.priority<b.priority;
   }
};

int main()
{
   man arr[5];
   priority_queue<man, vector<man>, comparator> pq;

   for(int i=0; i<3; i++)
   {
     cin>>arr[i].name>>arr[i].priority;
     pq.push(arr[i]);
   }

   while (!pq.empty())
   {
     cout<<pq.top().name<<" "<<pq.top().priority;
     pq.pop();
     cout<<endl;
   }
   return 0;
}

输入:

蝙蝠侠2
悟空9
mario 4

输出量

悟空9
mario 4
batman 2

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