C++ STL priority_queue自定義排序?qū)崿F(xiàn)方法詳解
前面講解 priority_queue 容器適配器時(shí),還遺留一個(gè)問(wèn)題,即當(dāng) <function> 頭文件提供的排序方式(std::less<T> 和 std::greater<T>)不再適用時(shí),如何自定義一個(gè)滿足需求的排序規(guī)則。
首先,無(wú)論 priority_queue 中存儲(chǔ)的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型(int、double 等),還是 string 類對(duì)象或者自定義的類對(duì)象,都可以使用函數(shù)對(duì)象的方式自定義排序規(guī)則。例如:
#include<iostream> #include<queue> using namespace std; //函數(shù)對(duì)象類 template <typename T> class cmp { public: //重載 () 運(yùn)算符 bool operator()(T a, T b) { return a > b; } }; int main() { int a[] = { 4,2,3,5,6 }; priority_queue<int,vector<int>,cmp<int> > pq(a,a+5); while (!pq.empty()) { cout << pq.top() << " "; pq.pop(); } return 0; }
運(yùn)行結(jié)果為:
2 3 4 5 6
注意,C++ 中的 struct 和 class 非常類似,前者也可以包含成員變量和成員函數(shù),因此上面程序中,函數(shù)對(duì)象類 cmp 也可以使用 struct 關(guān)鍵字創(chuàng)建:
struct cmp { //重載 () 運(yùn)算符 bool operator()(T a, T b) { return a > b; } };
可以看到,通過(guò)在 cmp 類(結(jié)構(gòu)體)重載的 () 運(yùn)算符中自定義排序規(guī)則,并將其實(shí)例化后作為 priority_queue 模板的第 3 個(gè)參數(shù)傳入,即可實(shí)現(xiàn)為 priority_queue 容器適配器自定義比較函數(shù)。
除此之外,當(dāng) priority_queue 容器適配器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型為結(jié)構(gòu)體或者類對(duì)象(包括 string 類對(duì)象)時(shí),還可以通過(guò)重載其 > 或者 < 運(yùn)算符,間接實(shí)現(xiàn)自定義排序規(guī)則的目的。
注意,此方式僅適用于 priority_queue 容器中存儲(chǔ)的為類對(duì)象或者結(jié)構(gòu)體變量,也就是說(shuō),當(dāng)存儲(chǔ)類型為類的指針對(duì)象或者結(jié)構(gòu)體指針變量時(shí),此方式將不再適用,而只能使用函數(shù)對(duì)象的方式。
要想徹底理解這種方式的實(shí)現(xiàn)原理,首先要搞清楚 std::less<T> 和 std::greater<T> 各自的底層實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上,<function> 頭文件中的 std::less<T> 和 std::greater<T> ,各自底層實(shí)現(xiàn)采用的都是函數(shù)對(duì)象的方式。比如,std::less<T> 的底層實(shí)現(xiàn)代碼為:
template <typename T> struct less { //定義新的排序規(guī)則 bool operator()(const T &_lhs, const T &_rhs) const { return _lhs < _rhs; } };
std::greater<T> 的底層實(shí)現(xiàn)代碼為:
template <typename T> struct greater { bool operator()(const T &_lhs, const T &_rhs) const { return _lhs > _rhs; } };
可以看到,std::less<T> 和 std::greater<T> 底層實(shí)現(xiàn)的唯一不同在于,前者使用 < 號(hào)實(shí)現(xiàn)從大到小排序,后者使用 > 號(hào)實(shí)現(xiàn)從小到大排序。
那么,是否可以通過(guò)重載 < 或者 > 運(yùn)算符修改 std::less<T> 和 std::greater<T> 的排序規(guī)則,從而間接實(shí)現(xiàn)自定義排序呢?答案是肯定的,舉個(gè)例子:
#include<queue> #include<iostream> using namespace std; class node { public: node(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y) {} int x, y; }; //新的排序規(guī)則為:先按照 x 值排序,如果 x 相等,則按 y 的值排序 bool operator < (const node &a, const node &b) { if (a.x > b.x) return 1; else if (a.x == b.x) if (a.y >= b.y) return 1; return 0; } int main() { //創(chuàng)建一個(gè) priority_queue 容器適配器,其使用默認(rèn)的 vector 基礎(chǔ)容器以及 less 排序規(guī)則。 priority_queue<node> pq; pq.push(node(1, 2)); pq.push(node(2, 2)); pq.push(node(3, 4)); pq.push(node(3, 3)); pq.push(node(2, 3)); cout << "x y" << endl; while (!pq.empty()) { cout << pq.top().x << " " << pq.top().y << endl; pq.pop(); } return 0; }
輸出結(jié)果為:
x y
1 2
2 2
2 3
3 3
3 4
可以看到,通過(guò)重載 < 運(yùn)算符,使得 std::less<T> 變得適用了。
讀者還可以自行嘗試,通過(guò)重載 > 運(yùn)算符,賦予 std::greater<T> 和之前不同的排序方式。
當(dāng)然,也可以以友元函數(shù)或者成員函數(shù)的方式重載 > 或者 < 運(yùn)算符。需要注意的是,以成員函數(shù)的方式重載 > 或者 < 運(yùn)算符時(shí),該成員函數(shù)必須聲明為 const 類型,且參數(shù)也必須為 const 類型,至于參數(shù)的傳值方式是采用按引用傳遞還是按值傳遞,都可以(建議采用按引用傳遞,效率更高)。
例如,將上面程序改為以成員函數(shù)的方式重載 < 運(yùn)算符:
class node { public: node(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y) {} int x, y; bool operator < (const node &b) const{ if ((*this).x > b.x) return 1; else if ((*this).x == b.x) if ((*this).y >= b.y) return 1; return 0; } };
同樣,在以友元函數(shù)的方式重載 < 或者 > 運(yùn)算符時(shí),要求參數(shù)必須使用 const 修飾。例如,將上面程序改為以友元函數(shù)的方式重載 < 運(yùn)算符。例如:
class node { public: node(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y) {} int x, y; friend bool operator < (const node &a, const node &b); }; //新的排序規(guī)則為:先按照 x 值排序,如果 x 相等,則按 y 的值排序 bool operator < (const node &a, const node &b){ if (a.x > b.x) return 1; else if (a.x == b.x) if (a.y >= b.y) return 1; return 0; }
總的來(lái)說(shuō),以函數(shù)對(duì)象的方式自定義 priority_queue 的排序規(guī)則,適用于任何情況;而以重載 > 或者 < 運(yùn)算符間接實(shí)現(xiàn) priority_queue 自定義排序的方式,僅適用于 priority_queue 中存儲(chǔ)的是結(jié)構(gòu)體變量或者類對(duì)象(包括 string 類對(duì)象)。
到此這篇關(guān)于C++ STL priority_queue自定義排序?qū)崿F(xiàn)方法詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)STL priority_queue自定義排序內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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