優(yōu)先隊(duì)列：顧名思義，首先它是一個(gè)隊(duì)列，但是它強(qiáng)調(diào)了“優(yōu)先”二字，所以，已經(jīng)不能算是一般意義上的隊(duì)列了，它的“優(yōu)先”意指取隊(duì)首元素時(shí)，有一定的選擇性，即根據(jù)元素的屬性選擇某一項(xiàng)值最優(yōu)的出隊(duì)~ 百度百科上這樣描述的：優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 是不同于先進(jìn)先出隊(duì)列的另一種隊(duì)列。每次從隊(duì)列中取出的是具有最高優(yōu)先權(quán)的元素優(yōu)先隊(duì)列的類定義　　優(yōu)先隊(duì)列是0個(gè)或多個(gè)元素的集合,每個(gè)元素都有一個(gè)優(yōu)先權(quán)或值,對(duì)優(yōu)先隊(duì)列執(zhí)行的操作有1) 查找;2) 插入一個(gè)新元素;3) 刪除.在最小優(yōu)先隊(duì)列(min priorityq u e u e)中,查找操作用來搜索優(yōu)先權(quán)最小的元素,刪除操作用來刪除該元素;對(duì)于最大優(yōu)先隊(duì)列(max priority queue),查找操作用來搜索優(yōu)先權(quán)最大的元素,刪除操作用來刪除該元素.優(yōu)先權(quán)隊(duì)列中的元素可以有相同的優(yōu)先權(quán),查找與刪除操作可根據(jù)任意優(yōu)先權(quán)進(jìn)行. 優(yōu)先隊(duì)列，其構(gòu)造及具體實(shí)現(xiàn)我們可以先不用深究，我們現(xiàn)在只需要了解其特性，及在做題中的用法，相信，看過之后你會(huì)收獲不少。 使用優(yōu)先隊(duì)列，首先要包函STL頭文件"queue"， 以一個(gè)例子來解釋吧(呃，寫完才發(fā)現(xiàn)，這個(gè)代碼包函了幾乎所有我們要用到的用法，仔細(xì)看看吧)： view plaincopy to clipboardprint? /*優(yōu)先隊(duì)列的基本使用 2010/7/24 dooder*/ #include<stdio.h> #include<functional> #include<queue> #include<vector> using namespace std; //定義結(jié)構(gòu)，使用運(yùn)算符重載,自定義優(yōu)先級(jí)1 struct cmp1{ bool operator ()(int &a,int &b){ return a>b;//最小值優(yōu)先 } }; struct cmp2{ bool operator ()(int &a,int &b){ return a<b;//最大值優(yōu)先 } }; //定義結(jié)構(gòu)，使用運(yùn)算符重載,自定義優(yōu)先級(jí)2 struct number1{ int x; bool operator < (const number1 &a) const { return x>a.x;//最小值優(yōu)先 } }; struct number2{ int x; bool operator < (const number2 &a) const { return x<a.x;//最大值優(yōu)先 } }; int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0}; number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0}; number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0}; int main() { priority_queue<int>que;//采用默認(rèn)優(yōu)先級(jí)構(gòu)造隊(duì)列 priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值優(yōu)先 priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值優(yōu)先 priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”會(huì)被認(rèn)為錯(cuò)誤， //這是右移運(yùn)算符，所以這里用空格號(hào)隔開 priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值優(yōu)先 priority_queue<number1>que5; priority_queue<number2>que6; int i; for(i=0;a[i];i++){ que.push(a[i]); que1.push(a[i]); que2.push(a[i]); que3.push(a[i]); que4.push(a[i]); } for(i=0;num1[i].x;i++) que5.push(num1[i]); for(i=0;num2[i].x;i++) que6.push(num2[i]); printf("采用默認(rèn)優(yōu)先關(guān)系:\n(priority_queue<int>que;)\n"); printf("Queue 0:\n"); while(!que.empty()){ printf("%3d",que.top()); que.pop(); } puts(""); puts(""); printf("采用結(jié)構(gòu)體自定義優(yōu)先級(jí)方式一:\n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)\n"); printf("Queue 1:\n"); while(!que1.empty()){ printf("%3d",que1.top()); que1.pop(); } puts(""); printf("Queue 2:\n"); while(!que2.empty()){ printf("%3d",que2.top()); que2.pop(); } puts(""); puts(""); printf("采用頭文件\"functional\"內(nèi)定義優(yōu)先級(jí):\n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)\n"); printf("Queue 3:\n"); while(!que3.empty()){ printf("%3d",que3.top()); que3.pop(); } puts(""); printf("Queue 4:\n"); while(!que4.empty()){ printf("%3d",que4.top()); que4.pop(); } puts(""); puts(""); printf("采用結(jié)構(gòu)體自定義優(yōu)先級(jí)方式二:\n(priority_queue<number>que)\n"); printf("Queue 5:\n"); while(!que5.empty()){ printf("%3d",que5.top()); que5.pop(); } puts(""); printf("Queue 6:\n"); while(!que6.empty()){ printf("%3d",que6.top()); que6.pop(); } puts(""); return 0; } /* 運(yùn)行結(jié)果 ： 采用默認(rèn)優(yōu)先關(guān)系: (priority_queue<int>que;) Queue 0: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用結(jié)構(gòu)體自定義優(yōu)先級(jí)方式一: (priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;) Queue 1: 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 2: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用頭文件"functional"內(nèi)定義優(yōu)先級(jí): (priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;) Queue 3: 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 4: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用結(jié)構(gòu)體自定義優(yōu)先級(jí)方式二: (priority_queue<number>que) Queue 5: 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 6: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 */ 運(yùn)行結(jié)果： 采用默認(rèn)優(yōu)先關(guān)系: (priority_queue<int>que;) Queue 0: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用結(jié)構(gòu)體自定義優(yōu)先級(jí)方式一: (priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;) Queue 1:7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 2: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用頭文件"functional"內(nèi)定義優(yōu)先級(jí): (priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;) Queue 3:7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 4: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用結(jié)構(gòu)體自定義優(yōu)先級(jí)方式二: (priority_queue<number>que) Queue 5:7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 6: 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 好了，如果你仔細(xì)看完了上面的代碼，那么你就可以基本使用優(yōu)先隊(duì)列了，下面給出一些我做題中有過的一些應(yīng)用，希望能給大家?guī)硪恍﹩?示~ 1、先來一個(gè)我們最近做的題吧，http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1242 題意：某人被關(guān)在囚籠里等待朋友解救，問能否解救成功，最少需要多少時(shí)間~ 具體：可同時(shí)有幾個(gè)朋友，每走一格消耗一分鐘的時(shí)間 ，地圖上還存在著衛(wèi)兵，衛(wèi)兵可以解決掉，但是要另外花費(fèi)一分鐘~ 分析：從“a”出發(fā)，此題可以用回溯法進(jìn)行深搜，但那樣做的話，效率還是不能讓人滿意，但是廣搜的話，由于入隊(duì)后每次出隊(duì)時(shí)，根據(jù)地 圖情況的不同，出隊(duì)元素所記憶的時(shí)間并不是層次遞增的，因此使用簡(jiǎn)單廣搜的話，同樣需要全部搜索才能找到正確答案。有沒有一種方法能 讓某一步因?yàn)橛龅绞勘嗷〞r(shí)間的結(jié)點(diǎn)在隊(duì)列中向后推遲一層出隊(duì)呢？答案是肯定的，在這里我們可以用優(yōu)先隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)，總體思想上是， 根據(jù)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)先性選擇，每次都要出隊(duì)當(dāng)前隊(duì)列元素中記錄時(shí)間最少的出隊(duì)，而入隊(duì)處理時(shí)，我們可以按順序?qū)λ膫€(gè)方向上的各種情況按正 常處理入隊(duì)就行了，出隊(duì)順序由優(yōu)先隊(duì)列根據(jù)預(yù)設(shè)優(yōu)先性自動(dòng)控制。這樣，我們就可以從“a”進(jìn)行基于優(yōu)先隊(duì)列的范圍搜索了，并且在第一 次抵達(dá)有朋友的位置時(shí)得到正確結(jié)果~具體實(shí)現(xiàn)代碼： view plaincopy to clipboardprint? /*HDU 1242 基于優(yōu)先隊(duì)列的范圍搜索，16ms dooder*/ #include<stdio.h> #include<queue> using namespace std; #define M 201 typedef struct p{ int x,y,t; bool operator < (const p &a)const { return t>a.t;//取時(shí)間最少優(yōu)先 } }Point; char map[M][M]; Point start; int n,m; int dir[][2]={{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1}}; int bfs() { priority_queue<Point>que; Point cur,next; int i; map[start.x][start.y]='#'; que.push(start); while(!que.empty()){ cur=que.top();//由優(yōu)先隊(duì)列自動(dòng)完成出隊(duì)時(shí)間最少的元素 que.pop(); for(i=0;i<4;i++){ next.x=cur.x+dir[i][0]; next.y=cur.y+dir[i][1]; next.t=cur.t+1; if(next.x<0||next.x>=n||next.y<0||next.y>=m) continue; if(map[next.x][next.y]=='#') continue; if(map[next.x][next.y]=='r') return next.t; if(map[next.x][next.y]=='.'){ map[next.x][next.y]='#'; que.push(next); } else if(map[next.x][next.y]=='x'){ map[next.x][next.y]='#'; next.t++; que.push(next); } } } return -1; } int main() { int i,ans; char *p; while(scanf("%d%d",&n,&m)!=-1){ for(i=0;i<n;i++){ scanf("%s",map[i]); if(p=strchr(map[i],'a')){ start.x=i; start.y=p-map[i]; start.t=0; } } ans=bfs(); printf(ans+1?"%d\n":"Poor ANGEL has to stay in the prison all his life.\n",ans); } return 0; } 2、http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1053 題意：給出一行字符串，求出其原編碼需要的編碼長(zhǎng)度和哈夫曼編碼所需的長(zhǎng)度，并求其比值 分析：根據(jù)哈夫曼生成樹的生成過程可知，其生成樹的權(quán)值是固定的而且這個(gè)值是最小的，而且其值根據(jù)生成樹的順序，我們可以找出規(guī)律而 不需要真的去生成一棵樹然后再求出權(quán)值，其模擬過程為取出隊(duì)列中權(quán)值最小的兩個(gè)元素，將其值加入結(jié)果中，然后將這兩個(gè)元素的權(quán)值求和 即得出其父節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，將生成元素作為結(jié)點(diǎn)入隊(duì)~~如此循環(huán)，直至取出隊(duì)列中最后兩個(gè)元素加入結(jié)果，實(shí)現(xiàn)代碼如下： view plaincopy to clipboardprint? /*HDU 1053 采用廣搜求哈夫曼生成樹的權(quán)值 0ms dooder*/ #include<stdio.h> #include<string.h> #include<ctype.h> #include<functional> #include<queue> using namespace std; #define M 1000050 char str[M]; int list[27]; priority_queue< int,vector<int>,greater<int> >que; int main() { int ans,sum; int i,a,b,c; while(scanf("%s",str),strcmp(str,"END")){ memset(list,0,sizeof(list)); for(i=0;str[i];i++){ if(isalpha(str[i])) list[str[i]-'A']++; else list[26]++; } sum=i*8;ans=i;c=0; for(i=0;i<27;i++){ if(list[i]){ que.push(list[i]); c++; } } if(c>1){ans=0;//注意只有一種字符的情況 while(que.size()!=1){ a=que.top(); que.pop(); b=que.top(); que.pop(); ans+=a+b; que.push(a+b); } while(!que.empty())//使用后清空隊(duì)列 que.pop(); } printf("%d %d %.1f\n",sum,ans,1.0*sum/ans); } return 0; } 3、http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=2263 這是第二次練習(xí)賽時(shí)，我們做過的最后一題，這里采用優(yōu)先隊(duì)列進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在《誰說不能這樣做題》中已提到這種方法，在這里再次放出代 碼，~ 題意：給出各城市間道路的限制載重量，求出從一個(gè)城市到另外一個(gè)城市的貸車能夠運(yùn)載的最大貨物重量。 分析：采用優(yōu)先隊(duì)列，每次取出當(dāng)前隊(duì)列中結(jié)點(diǎn)的minheavy最大值出隊(duì)，對(duì)它的連接結(jié)點(diǎn)搜索入隊(duì),這樣，從出發(fā)點(diǎn)開始就可以 在到達(dá)終點(diǎn)時(shí)求出結(jié)果，即最大載貨物重，實(shí)現(xiàn)代碼如下： view plaincopy to clipboardprint? /*POJ 2263 16ms dooder*/ #include<stdio.h> #include<string.h> #include<queue> using namespace std; #define M 201 typedef struct w{ int city; int mintons; bool operator < (const w &a)const { return mintons < a.mintons; }//優(yōu)先性定義 }Way; char citys[M][31]; int map[M][M]; bool mark[M][M]; int n,m,from,to,ans,k; priority_queue <Way> que; int min(int a,int b) { return a>b?b:a; } void bfs() { Way cur,next; int i; while(!que.empty()){ cur=que.top(); que.pop(); if(cur.city==to){ if(cur.mintons>ans) ans=cur.mintons; while(!que.empty()) que.pop(); return ; } for(i=0;i<n;i++){ if(map[cur.city][i]&&!mark[cur.city][i]){ next.city=i; next.mintons=min(cur.mintons,map[cur.city][i]); mark[cur.city][i]=mark[i][cur.city]=1; que.push(next); } } } } void run() { int i,temp,index; Way cur; ans=0; memset(mark,0,sizeof(mark)); temp=0; for(i=0;i<n;i++){ if(map[from][i]>temp){ temp=map[from][i]; index=i; } } cur.city=index; cur.mintons=temp; que.push(cur); bfs(); } int main() { int k1,k2,tons,t=1; char s1[31],s2[31]; while(scanf("%d%d",&n,&m),n||m){ k=0; while(m--){ scanf("%s%s%d",s1,s2,&tons); for(k1=0;strcmp(s1,citys[k1])&&k1<k;k1++); if(k1==k) strcpy(citys[k++],s1); for(k2=0;strcmp(s2,citys[k2])&&k2<k;k2++); if(k2==k) strcpy(citys[k++],s2); map[k1][k2]=map[k2][k1]=tons; } scanf("%s%s",s1,s2); for(from=0;strcmp(citys[from],s1);from++); for(to=0;strcmp(citys[to],s2);to++); run(); printf("Scenario #%d\n",t++); printf("%d tons\n\n",ans); } return 0; } 當(dāng)然了，優(yōu)先隊(duì)列的用法決不是僅僅提到的這些，各種應(yīng)用還需要大家去發(fā)現(xiàn)，給道題大家可以練習(xí)一下hdu 2066\ 相信大家已經(jīng)學(xué)到不少了，還有一點(diǎn)可以告訴大家，優(yōu)先隊(duì)列是啟發(fā)式搜索的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，希望好好理解，并逐步掌握其用法~加：失策啊，竟然忘了說優(yōu)先隊(duì)列的效率了，其時(shí)間復(fù)雜度為O(logn).n為隊(duì)列中元素的個(gè)數(shù)，存取都需要消耗時(shí)間~

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總結(jié)

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