STL之priority_queue源码剖析

heap

在探讨priority_queue之前，我们必须先分析heap。heap并不归属于STL容器，他是个幕后英雄，扮演priorityqueue的助手。顾名思义，priority queue允许用户以任何次序将任何元素推入容器，但取出时一定是从优先权最高的元素开始取。Binary max heap证据有这样的特性，适合作为priority_queue的底层机制。由于关于heap有关的算法可参见相关数据结构书籍，这里只是用图简单的介绍。

push_heap算法：

pop_heap算法：

sort_heap算法

由于的所有元素都是遵循特殊的排列规则，所有heap不过遍历，也不提供迭代器。

priority_queue

priority_queue缺省情况下是以vector为底部容器，再加上heap处理规则实现，它没有迭代器。它只允许在低端加入元，并从顶端取出元素，其内部元素自动按照元素的权值排列。权值最高者排在最前面。

下面是priority_queue的源代码列表：

class priority_queue{
public:
 typedef typename Sequence::value_type value_type;
 typedef typename Sequence::size_type size_type;
 typedef typename Sequence::reference reference;
 typedef typename Sequence::const_reference const_reference;
protected:
 Sequencec;  // 底层容器
 Compare comp;    // 元素大小比较标准
public:
 priority_queue(): c() {}
 explicit priority_queue(constCompare& x) :  c(), comp(x) {}
 
// 以下用到的make_heap(), push_heap(),pop_heap()都是泛型算法
// 注意，任何一个构造函数都立刻于底层容器内产生一个implicitrepresentation heap。
#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
 template <class InputIterator>
 priority_queue(InputIteratorfirst, InputIterator last, const Compare& x)
   : c(first, last), comp(x) { make_heap(c.begin(),c.end(), comp); }
 template <class InputIterator>
 priority_queue(InputIteratorfirst, InputIterator last)
   : c(first, last) { make_heap(c.begin(),c.end(), comp); }
#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
 priority_queue(constvalue_type* first, const value_type* last,
                 const Compare& x) :c(first, last), comp(x) {
   make_heap(c.begin(), c.end(), comp);
 }
 priority_queue(constvalue_type* first, const value_type* last)
   : c(first, last) { make_heap(c.begin(),c.end(), comp); }
#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
 
 bool empty()const { return c.empty(); }
 size_type size()const { return c.size(); }
 const_reference top()const { return c.front(); }
 void push(constvalue_type& x) {
   __STL_TRY {
     // push_heap 是泛型算法，先利用底层容器的push_back()将新元素
      // 推入末端，再重排heap
     c.push_back(x);
     push_heap(c.begin(), c.end(), comp);// push_heap 是泛型演算法
   }
   __STL_UNWIND(c.clear());
 }
 void pop(){
   __STL_TRY {
     // pop_heap 是泛型演算法，從 heap 內取出一個元素。它並不是真正將元素
      // 彈出，而是重排heap，然後再以底層容器的pop_back() 取得被彈出
      // 的元素。見C++ Primerp.1195。
     pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);  
     c.pop_back();
   }
   __STL_UNWIND(c.clear());
 }
};