std :: priority_queue和make_heap API设计

Question

我正在阅读priority_queue的文档（基本上是make_heap的包装器），它发现你可以使用比较函数对它进行自定义。

从文档（http://en.cppreference.com/w/cpp/container/priority_queue）：

  

可以提供用户提供的比较来更改排序，例如   使用std :: greater会导致最小元素显示为   顶部（）。

在维基百科和其他CS文本中，堆定义如下：

  

在计算机科学中，堆是一种专门的基于树的数据结构   满足堆属性：如果A是B的父节点，那么   节点A的密钥（值）相对于节点B的密钥排序   在堆中应用相同的顺序。堆可以   进一步分类为“最大堆”或“最小堆”。 最多   堆，父节点的键总是大于或等于   子节点和最高键的位于根节点中。

但是在std :: priority_queue实现中，提供std :: greater会导致创建MinHeap（顶部的最小元素）。我会期望最大堆，因为定义了堆排序（在我读过的所有文献中）if（parent comparator children）是真的。

我发现这种API设计令人困惑。

有没有理由这样定义？

Answer 1

我发现它也令人困惑，但从一个不同的角度来看。假设您要按升序对序列进行排序。有几种方法可以做到：

1. 将您的数据放入std::vector或std::deque并使用 std::sort() 运行std::less。
2. 将您的数据放入std::list并使用 std::list::sort() 运行std::less。
3. 将数据插入使用 std::set 配置的std::less，最后会自动排序。
4. 将您的数据放在std::vector或std::deque中，然后使用 std::make_heap() 运行std::pop_heap()后跟std::less - 。< / LI>
5. 使用 std::priority_queue（!!!）将您的数据推送到std::greater。

正如我们所看到的，std::priority_queue从这种观点来看是一个明确的异常值。

实际上，std::priority_queue在这方面的混淆行为背后的原因隐藏在第（4）项中，因为这是std::priority_queue下面的内容。 （4）也违背了我的直觉（尽管程度较小），因为在中间状态（虽然并非所有std::pop_heap都已执行），序列的已排序部分位于其上限，而不是下部范围。

但它也解释了为什么为标准库选择了最大堆 - std::pop_heap将弹出元素放在该位置，从那里可以在恒定时间内删除它，无论使用何种容器类型。

Answer 2

这可以解决问题 - 提供std::greater实际上会产生最小堆。

原因如下：从堆的角度来看，比较器在堆上定义小于的关系，即使它实际上正在做其他事情。当std::priority_queue需要插入元素时，它会调用比较器并为其提供两个元素。如果比较器返回true，则认为第一个元素小于第二个元素，并将第二个元素放在第一个元素中（因为std::priority_queue是 max heap 实现）。结果，你最终得到了最小堆。