Что такое priority_queue

1️⃣ Как кратко ответить

priority_queue — это контейнер адаптер в C++, который предоставляет функциональность очереди с приоритетом. Он позволяет извлекать элементы в порядке их приоритета, где элемент с наивысшим приоритетом извлекается первым. По умолчанию, элементы упорядочиваются в порядке убывания, то есть элемент с наибольшим значением имеет наивысший приоритет.

2️⃣ Подробное объяснение темы

priority_queue в C++ — это специализированный контейнер, который позволяет управлять элементами в порядке их приоритета. В отличие от стандартной очереди, где элементы извлекаются в порядке их добавления (FIFO — First In, First Out), в priority_queue элементы извлекаются в порядке их приоритета.

Основные характеристики

• Упорядочивание: По умолчанию, priority_queue упорядочивает элементы в порядке убывания, то есть элемент с наибольшим значением имеет наивысший приоритет.
• Контейнер адаптер: priority_queue является адаптером, который может использовать любой контейнер, поддерживающий операции back(), push_back(), и pop_back(), например, std::vector или std::deque.
• Время выполнения операций: Вставка и удаление элемента имеют логарифмическую сложность O(log n).

Пример использования

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
​
int main() {
    // Создаем priority_queue с использованием std::vector как базового контейнера
    std::priority_queue<int> pq;
​
    // Добавляем элементы в очередь
    pq.push(10); // Добавляем элемент 10
    pq.push(5);  // Добавляем элемент 5
    pq.push(20); // Добавляем элемент 20
​
    // Извлечение элементов из очереди
    while (!pq.empty()) {
        // Извлекаем элемент с наивысшим приоритетом (наибольший элемент)
        std::cout << pq.top() << " "; // Выводим элемент
        pq.pop(); // Удаляем элемент из очереди
    }
​
    return 0;
}

Пояснение коду

• #include <queue>: Подключает заголовочный файл, необходимый для работы с priority_queue.
• std::priority_queue<int> pq;: Создает объект priority_queue, который будет хранить элементы типа int.
• pq.push(value);: Добавляет элемент value в очередь. Элементы автоматически упорядочиваются по приоритету.
• pq.top();: Возвращает элемент с наивысшим приоритетом, но не удаляет его из очереди.
• pq.pop();: Удаляет элемент с наивысшим приоритетом из очереди.
• while (!pq.empty()): Цикл продолжается, пока очередь не станет пустой.

Применение

priority_queue полезна в задачах, где необходимо обрабатывать элементы в порядке их приоритета. Примеры включают:

• Алгоритмы на графах: Например, алгоритм Дейкстры для поиска кратчайшего пути.
• Системы планирования задач: Где задачи должны выполняться в зависимости от их приоритета.
• Симуляции: Где события обрабатываются в порядке их важности или времени наступления.

priority_queue — это мощный инструмент для управления элементами в порядке их приоритета, что делает его незаменимым в ряде алгоритмических задач.