c++怎么使用优先队列priority_queue_c++优先队列容器用法详解

priority_queue是c++ STL中的堆容器，默认为最大堆，可通过greater或自定义比较实现最小堆，支持push、pop、top等操作，常用于优先级调度与算法设计。

在C++中，priority_queue 是标准模板库（STL）中的一个容器适配器，用于实现**堆结构**，默认情况下是一个**最大堆**。它能自动将元素按优先级排序，每次取出的都是当前优先级最高的元素。

1. 基本定义与头文件

使用 priority_queue 需要包含头文件：

#include <queue>

基本语法格式为：

std::priority_queue<Type, Container, Compare> pq;

• Type：存储的数据类型，如 int、double、自定义类等。
• Container：底层容器，默认是 vector<Type>。
• Compare：比较函数或仿函数，默认是 less<Type>，表示最大堆。

最常见用法：

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std::priority_queue<int> pq; // 最大堆，顶部是最大值

2. 常用操作函数

priority_queue 提供了几个核心接口：

• pq.push(x)：插入元素 x，自动调整堆结构。
• pq.pop()：删除堆顶元素（最高优先级），不返回值。
• pq.top()：返回堆顶元素的引用，可读但不能修改。
• pq.empty()：判断队列是否为空，返回 bool。
• pq.size()：返回当前元素个数。

示例代码：

std::priority_queue<int> pq;
pq.push(10);
pq.push(30);
pq.push(20);

while (!pq.empty()) {
  std::cout << pq.top() << ” “;
  pq.pop();
}
// 输出：30 20 10

3. 创建最小堆的方法

默认是最大堆，若需要最小堆（顶部是最小值），有以下几种方式：

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方法一：使用 greater

std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> min_pq;
min_pq.push(10);
min_pq.push(30);
min_pq.push(20);

// 输出：10 20 30

方法二：自定义比较结构体

Struct cmp {
  bool operator()(int a, int b) {
    return a > b; // 小的优先级高 → 最小堆
  }
};
std::priority_queue<int, std::vector<int>, cmp> min_pq;

4. 存储自定义类型（如结构体）

当 priority_queue 存储结构体时，需提供比较规则。

例如，处理任务按优先级排序：

struct Task {
  int id;
  int priority;
  Task(int i, int p) : id(i), priority(p) {}
};

// 自定义比较：priority 大的优先级更高
struct Compare {
  bool operator()(const Task& a, const Task& b) {
    return a.priority < b.priority; // 最大堆
  }
};

std::priority_queue<Task, std::vector<Task>, Compare> task_pq;
task_pq.push(Task(1, 5));
task_pq.push(Task(2, 8));
task_pq.push(Task(3, 3));

while (!task_pq.empty()) {
  Task t = task_pq.top();
  std::cout << “ID: ” << t.id << “, Priority: ” << t.priority << “n”;
  task_pq.pop();
}
// 输出顺序：优先级 8 → 5 → 3

也可以重载结构体的运算符，但更推荐使用仿函数或 Lambda（配合容器适配）。

基本上就这些。priority_queue 在算法题和实际开发中非常实用，比如 Dijkstra 算法、合并 K 个有序链表、任务调度等场景。掌握它的定义、比较方式和自定义类型处理，就能灵活运用。