Question

我正在处理优先级队列，我想检查使用类似的类比较值的方式。这是我的代码。

#include <iostream>
#include <queue>

using namespace std;

class g {
    public:
        bool operator() (int a, int b) {
        cout<<a<<" "<<b<<endl;
            return (a > b);
        }
};

int main() {
    priority_queue<int,vector<int>,g> p;
    p.push(2);
    cout<<"CHECK1"<<endl;
    p.push(4);
    cout<<"CHECK2"<<endl;
    p.push(8);
    cout<<"CHECK3"<<endl;
    p.push(1);
    cout<<"CHECK4"<<endl;
    while(!p.empty()) {
        cout<<p.top()<<endl;
        p.pop();
    }
}

输出

CHECK1
2 4
CHECK2
2 8
CHECK3
4 1
2 1
CHECK4
1
8 2
2 4
2
4 8
4
8

我看到当推入4时，它与2进行比较，当推入8时，它再次与2进行比较。但为什么8不与4相比？有人可以帮忙吗？

Answer 1

优先级队列通常实现为完美平衡的堆结构。堆可以看作是一个二叉树，唯一要求根的优先级（比较器的值小于其子节点，堆条件）。

                root
      Lchild1             Rchild1
  Lchild2  Rchild2     Lchild2  empty

任何插入都插入空白点以保持树的平衡。插入后，它将向上移动树以保持堆状态。所以在这种情况下，唯一可能的比较是Rchild1和root。

删除/ pop（）是通过删除Lchild2中的根和交换来完成的，以保持完美的平衡，然后将Lchild2移到堆中以纠正堆状况。

这棵树很容易保存在矢量中。

                root(2)
      Lchild1(4)        empty.

插入8（在空白处）只需要与根进行比较。

                root(2)
      Lchild1(4)        Rchild1(8).
   empty

在空白处插入1，需要检查4并交换，然后与根（和交换）进行比较。

有很多可能的内部表示，例如参见https://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/ext/pb_ds/pq_performance_tests.html。其他包括红黑树。

这也可以帮助Efficiency of the STL priority_queue

Answer 2

std::priority_queue<...>在内部表示为d-heap。该表示使用树，其中每个子树的根在该子树中具有最高优先级。它的结构可以最大限度地减少必要的比较次数。

插入元素时，它会插入树的底部，并且只要具有更高的优先级，就会沿着到根的路径与父母交换。删除与叶子交换根，删除叶子，然后只要优先级较低，就将根与子树的最高优先级子进行交换。

优先级队列在推送操作期间如何比较和存储值？

2 个答案: