目录
1.仿函数
1.1仿函数的介绍
1.2自定义类型使用仿函数
1.3自定义支持比较大小，但是比较的逻辑不是自己想要的逻辑
2.优先级队列priority_queue
2.1priority_queue的介绍
2.2priority_queue的使用
2.3priority_queue的模拟实现
1.仿函数
1.1仿函数的介绍
仿函数的本质是一个类模板，只是这个类重载了operator(),所以当使用一个它的对象时看起来像使用和函数一样，所以被称为仿函数。
下面通过仿函数的形式来写一个小于和大于的比较：
#include <iostream>
using namepsace std;template<class T>
class Less
{
public:bool operator()(const T& x, const T& y){return x < y;}
};template<class T>
class Greater
{
public:bool operator()(const T& x, const T& y){return x > y;}
};int main()
{Less<int> less_func;Greater<int> greater_fun;int a = 5;int b = 10;cout << less_func(a, b) << endl;cout << greater_fun(a, b) << endl;return 0;
}
1.2自定义类型使用仿函数
自定义类型需要使用仿函数进行比较时，需要在自定义类型里面提供<和>等比较运算符的重载。例如对日期类进行比较：
#include <iostream>
using namespace std;template<class T>
class Less
{
public:bool operator()(const T& x, const T& y){return x < y;}
};template<class T>
class Greater
{
public:bool operator()(const T& x, const T& y){return x > y;}
};class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day){}bool operator<(const Date& d)const{return (_year < d._year) ||(_year == d._year && _month < d._month) ||(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);}bool operator>(const Date& d)const{return (_year > d._year) ||(_year == d._year && _month > d._month) ||(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Less<Date> less_func;Greater<Date> greater_func;Date d1(2024, 9, 10);Date d2(2024, 8, 15);cout << less_func(d1, d2) << endl;cout << greater_func(d1, d2) << endl;return 0;
}
1.3自定义支持比较大小，但是比较的逻辑不是自己想要的逻辑
这个时候仿函数需要我们自己进行重新，比如想通过比较日期类的指针进行日期的比较时，就需要将仿函数写成下面这个样子：
#include <iostream>
using namespace std;class DateLess
{
public:bool operator()(Date* p1, Date* p2){return *p1 < *p2;}
};//日期类参考上一个代码中的日期类int main()
{Date d1(2024, 9, 10);Date d2(2024, 8, 15);Date* p1 = &d1;Date* p2 = &d2;DateLess func;cout << func(p1, p2) << endl;cout << func(p2, p1) << endl;return 0;
}
2.优先级队列priority_queue
2.1priority_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，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。priority_queue包含在queue这个头文件中。
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)。在这里面(堆的介绍)中可以进行对堆的了解。
3.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：
(1)empty()：检测容器是否为空。
(2)size()：返回容器中有效元素个数。
(3)front()：返回容器中第一个元素的引用。
(4)push_back()：在容器尾部插入元素。
(5)pop_back()：删除容器尾部元素。
4.标准容器vector和deque满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的epriority_queue类实例化指定容器类，则使用vector。
5.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()来自动完成操作。
2.2priority_queue的使用
优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用dui算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所以需要用到堆的位置，都可以考虑使用priority_queue。注意：默认情况下priority_queue是大堆。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <functional>
using namespace std;void test_priority_queue()
{// 默认情况下，创建的是大堆，其底层按照小于号比较vector<int> v{3, 2, 7, 6, 0, 4, 1, 9, 8, 5};priority_queue<int> q1;for (auto& e : v)q1.push(e);while(!q1.empty()){cout << q1.top() << " ";q1.pop();}
}int main()
{test_priority_queue();return 0;
}
如果每次访问顶部元素时都访问的是最小元素，则需要建立小堆。使用的时候只需要把上述priority_queue<int> q1 改为 priority_queue<int, vector<int>, greater<int>>即可，默认大堆的情况下，给的仿函数是less<int>。
2.3priority_queue的模拟实现
优先级队列的存储结构就是一个堆，里面的向上调整算法(AdjustUp())和向下调整算法(AdjustDown())参考堆的结构和实现。
#pragma once
#include <vector>
template<class T>
class Less
{
public:bool operator()(const T& x, const T& y){return x < y;}
};template<class T>
class Greater
{
public:bool operator()(const T& x, const T& y){return x > y;}
};namespace XiaoC
{//默认是大堆,排升序,用小于符号template<class T, class Container = vector<T>, class Compare = Less<T>>class priority_queue{public:void AdjustUp(int child){Compare com;int parent = (child - 1) / 2;while (child > 0){//if (_con[parent] < _con[child])if (com(_con[parent], _con[child])){swap(_con[child], _con[parent]);child = parent;parent = (child - 1) / 2;}else{break;}}}void push(const T& x){_con.push_back(x);AdjustUp(_con.size() - 1);}void AdjustDown(int parent){// 先假设左孩子小int child = parent * 2 + 1;Compare com;while (child < _con.size()) // child >= n说明孩子不存在，调整到叶子了{// 找出小的那个孩子//if (child + 1 < _con.size() && _con[child] < _con[child + 1])if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1])){++child;}//if (_con[parent] < _con[child])if (com(_con[parent], _con[child])){swap(_con[child], _con[parent]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else{break;}}}void pop(){swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);_con.pop_back();AdjustDown(0);}const T& top() const{return _con[0];}size_t size() const{return _con.size();}bool empty() const{return _con.empty();}private:Container _con;};
}
