【C++航海王：追寻罗杰的编程之路】priority

目录

1 -> priority_queue的介绍和使用

1.1 -> priority_queue的介绍

1.2 -> priority_queue的使用

1.3 -> priority_queue的模拟实现

2 -> 容器适配器

2.1 -> 什么是适配器

2.2 -> STL标准库中stack和queue的底层结构

2.3 -> deque的介绍

2.3.1 -> deque的原理介绍

2.3.2 -> deque的缺陷

2.4 -> 为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

2.5 -> STL标准库中对于stack和queue的模拟实现

2.5.1 -> stack的模拟实现

2.5.2 -> queue的模拟实现

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1 -> priority_queue的介绍和使用

1.1 -> priority_queue的介绍

priority_queue的文档介绍

1. 优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素是它所包含的元素中最大的。

2. 类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)。

3. 优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出，其称为优先队列的顶部。

4. 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：

• empty()： 检测容器是否为空
• size()： 返回容器中有效元素个数
• front()： 返回容器中第一个元素的引用
• push_back()： 在容器尾部插入元素
• pop_back()： 删除容器尾部元素

  5. 标准容器类vector和的deque满足这些需求。默认情况下，如果没有特定的priority_queue类实例化指定容器列，则使用vector。

  6. 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。

  1.2 -> priority_queue的使用

  优先队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用priority_queue。注意：默认情况下priority_queue是大堆。

  函数声明	接口说明
  priority_queue()/priority_queue(first, last)	构造一个空的优先队列
  empty()	检测优先队列是否为空，是返回true，否则返回false
  top()	返回优先队列中最大(或最小元素)，即堆顶元素
  push(x)	在优先队列中插入元素x
  pop()	删除优先队列中最大(或最小)元素，即堆顶元素

  【注意】

  1. 默认情况下，priority_queue是大堆。

  #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include #include #include #include using namespace std;void TestPriorityQueue(){vector v{ 3,2,7,6,0,4,1,9,8,5 };priority_queue q1;for (auto& e : v)q1.push(e);cout  什么是适配器 
  适配器是一种设计模式(设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结)，该种模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。
   
  2.2 -> STL标准库中stack和queue的底层结构
   
  虽然stack和queue中也可以存放元素，但在STL中并没有将其划分在容器的行列，而是将其称为容器适配器，这是因为stack和queue只是对其他容器的接口进行了包装，STL中stack和queue默认使用deque。
      
  2.3 -> deque的介绍
   
  2.3.1 -> deque的原理介绍
   
  deque(双端队列)：是一种双开口的”连续“空间的数据结构，双开口的含义是：可以在头尾两端进行插入和删除操作，且时间复杂度为O(1)，与vector比较，头插效率高，不需要搬移元素；与list比较，空间利用率比较高。
    
  deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组，其底层结构如下： 
    
  双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其”整体连续“以及随机访问的假象，落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂，如下图：  
    
  那deque是如何借助其迭代器维护其假象连续的结构呢？ 
    
  2.3.2 -> deque的缺陷
   
   与vector比较，deque的优势是：头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率特别高，而且在扩容时，也不需要搬移大量的元素，因此其效率势必比vector高。
   
  与list比较，其底层时连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。
   
  但是，deque有一个致命缺陷：不适合遍历，因为在遍历时，deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界，导致效率低下，而序列式场景中，可能需要经常遍历，因此在实际中，需要线性结构时，大多数情况下优先考虑vector和list，deque的应用并不多，而目前能看到的一个应用就是，STL用其作为stack和queue的底层数据结构。
   
  2.4 -> 为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器
   
  stack是一种后进先出的特殊线性数据结构，因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构，都可以作为stack的底层容器，比如vector和list都可以；queue是先进先出的特殊线性数据结构，只要具有push_back()和pop_front()操作的线性结构，都可以作为queue的底层容器，比如list。但是STL中对stack和queue默认选择deque作为其底层容器，主要是因为：
   
  stack和queue不需要遍历(因此stack和queue没有迭代器)，只需要在固定的一端或两端进行操作。
  在stack中元素增长时，deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据)；queue中的元素增长时，deque不仅效率高，而且内存使用率高。
  结合了deque的优点，而完美避开了其缺陷。
   
  2.5 -> STL标准库中对于stack和queue的模拟实现
   
  2.5.1 -> stack的模拟实现
   
  #includenamespace fyd{template//template//templateclass stack{public:stack() {}void push(const T& x) { _c.push_back(x); }void pop() { _c.pop_back(); }T& top() { return _c.back(); }const T& top()const { return _c.back(); }size_t size()const { return _c.size(); }bool empty()const { return _c.empty(); }private:Con _c;};}
   
  2.5.2 -> queue的模拟实现
   
  #include#include namespace fyd{template//templateclass queue{public:queue() {}void push(const T& x) { _c.push_back(x); }void pop() { _c.pop_front(); }T& back() { return _c.back(); }const T& back()const { return _c.back(); }T& front() { return _c.front(); }const T& front()const { return _c.front(); }size_t size()const { return _c.size(); }bool empty()const { return _c.empty(); }private:Con _c;};}
   
  感谢各位大佬支持！！！
   
  互三啦！！！