Как использовать приоритетную очередь STL для объектов?


80
class Person
{
public:
    int age;
};

Я хочу хранить объекты класса Person в очереди с приоритетом.

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

Я думаю, мне нужно определить класс для сравнения, но я не уверен в этом.

Кроме того, когда мы пишем,

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

Как работает большее?


Похожая запись здесь
Рик Смит

Ответы:


110

В этом случае вам необходимо предоставить допустимое строгое сравнение слабого порядка для типа, хранящегося в очереди Person. По умолчанию используется std::less<T>, что разрешает нечто эквивалентное operator<. Это зависит от его собственного сохраненного типа. Итак, если бы вы реализовали

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

он должен работать без дальнейших изменений. Реализация могла бы быть

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

Если тип не имеет естественного сравнения «меньше чем», было бы разумнее предоставить свой собственный предикат вместо предиката по умолчанию std::less<Person>. Например,

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

затем создайте экземпляр очереди следующим образом:

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

Что касается использования в std::greater<Person>качестве компаратора, это будет использовать эквивалент operator>и иметь эффект создания очереди с инвертированным приоритетом WRT в случае по умолчанию. Это потребует наличия объекта, operator>который может работать с двумя Personэкземплярами.


7
Хотя это правильный ответ, мне не нравится использование operator<здесь. operator<реализует сравнение по умолчанию для типа, что, по моему опыту, редко бывает тем, что вам нужно. Я думаю, что подход, описанный Майком в своем ответе, почти всегда предпочтительнее.
Björn Pollex

1
@ BjörnPollex Согласен. Я что-то добавлял об этом. В классе только с одним членом данных оператор мог иметь смысл.
juanchopanza

Стоит отметить: реализация bool YourClass::operator <(const YourClass&) constтакже позволит прозрачно использовать компаратор по умолчанию std::less<T>. Не такой гибкий, но функциональный, когда это все, что вам нужно. (и +1).
WhozCraig

Спасибо за ответ. Я могу перегрузить оператор '<', даже если в классе несколько членов, верно?
user2441151

@ user2441151 Да, но вы должны быть осторожны с логикой. Он должен реализовывать строгое слабое упорядочивание. Чем больше членов данных, тем легче ошибиться. Это если вы не используете std::tie, и в этом случае это довольно тривиально.
juanchopanza

50

Вы бы написали класс компаратора, например:

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;
    }
};

и используйте это как аргумент компаратора:

priority_queue<Person, vector<Person>, CompareAge>

Использование greaterдает порядок, обратный порядку по умолчанию less, а это означает, что очередь будет давать вам самое низкое значение, а не самое высокое.


1
Можно ли передавать «объекты компаратора» вместо классов компаратора? (чтобы параметризовать его и получить больше гибкости)
castarco

1
@castarco да, вы можете передать конкретный объект компаратора в качестве аргумента конструктора.
Майк Сеймур

Это более предпочтительный метод для верхнего ответа. Не только потому, что он обеспечивает сравнение более высокого уровня (которое может быть легко перенесено на другие языки, более низкий или более высокий уровень), но также потому, что это приводит к более повторно используемому коду.
Фуркан Топрак

20

Очередь приоритетов - это абстрактный тип данных, который отражает идею контейнера, элементы которого имеют прикрепленные к ним «приоритеты». В начале очереди всегда появляется элемент с наивысшим приоритетом. Если этот элемент удален, следующий элемент с наивысшим приоритетом перемещается вперед.

Стандартная библиотека C ++ определяет шаблон класса priority_queue со следующими операциями:

push : вставить элемент в очередь приоритета.

top : вернуть (не удаляя) элемент с наивысшим приоритетом из очереди приоритетов.

pop : удалить элемент с наивысшим приоритетом из очереди приоритетов.

size : возвращает количество элементов в очереди с приоритетом.

empty : возвращает истину или ложь в зависимости от того, пуста ли очередь с приоритетами.

В следующем фрагменте кода показано, как создать две очереди с приоритетом, одна из которых может содержать целые числа, а другая - строки символов:

#include <queue>

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

Ниже приведен пример использования приоритетной очереди:

#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;
}

Результат этой программы:

the quick
the lazy dog
jumped over
fox

Поскольку очередь следует дисциплине приоритета, строки печатаются от наивысшего до самого низкого приоритета.

Иногда необходимо создать очередь с приоритетом, чтобы содержать определенные пользователем объекты. В этом случае приоритетной очереди необходимо знать критерий сравнения, используемый для определения того, какие объекты имеют наивысший приоритет. Это делается с помощью объекта функции, принадлежащего классу, который перегружает operator (). Перегруженный () действует как <с целью определения приоритетов. Например, предположим, что мы хотим создать приоритетную очередь для хранения объектов Time. У объекта Time есть три поля: часы, минуты, секунды:

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;
    }
}

Очередь с приоритетом для хранения времени в соответствии с вышеуказанным критерием сравнения будет определяться следующим образом:

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;
}

Программа распечатывает время от самого раннего до самого раннего:

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

Если бы мы хотели, чтобы самые ранние времена имели наивысший приоритет, мы бы переопределили CompareTime следующим образом:

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
Если можно, у меня есть вопрос. priority_queue <Время, вектор <Время>, CompareTime> pq; . Зачем нужен второй параметр vector <Time>? Я видел это во многих фрагментах кода, но не мог этого понять.
BarbuDorel

О нет ... лисица не коричневая и не коричневая лиса прыгает (прыгает) через ленивую собаку. :-(
cyber_raj

3
Разве pq.front () не должно быть pq.top () в первом фрагменте?
codewing

4

Этот фрагмент кода может помочь ..

#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();
    }
}

Вывод:

22 prashantonly
22 prashant
23 prashantandsoon..

0

Мы можем определить определяемый пользователем компаратор:. Приведенный ниже код может быть вам полезен.

Фрагмент кода:

#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;
}

ввод:

бэтмен 2
гоку 9
марио 4

Вывод

гоку 9
марио 4
бэтмен 2

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.