[STL]heap和priority_queue

一.heap

      在STL中，priority_queue（優先權隊列）的底層機制是最大堆，所以有必要先來了解一下heap。heap採用徹底二叉樹的結構，固然不是真正的binary tree，由於對於徹底二叉樹，咱們一般用一個數組來表示。

      如下幾個算法都是STL的泛型算法，包含在頭文件algorithm裏，priority_queue的push()，pop()都有直接調用它們。

1.push_heap算法

      首先，將新元素插入到底層vector的end()處。爲了知足最大堆原理（每一個結點的值必須大於或等於其子結點的值），因而將新結點與其父親結點比較，若是其值大於父親結點，就交換父子結點，直到不須要交換或者它已經到達根結點爲止。

2.pop_heap算法

      由於做爲最大堆，根結點即爲最大值。交換vector首尾（first和last）元素，並從新調整[first，last-1)部分，也就是將「新根結點」跟其較大子結點交換，並持續下放，知道葉子結點爲止。注意，pop_heap以後，最大元素只是被放在底部容器的最尾端，並無被取走。若要取走，可用vector的pop_back()函數。

3.sort_heap算法

      持續對整個heap作pop_heap操做，每次將操做範圍從後向前縮減一個元素，因而咱們獲得一個遞增序列。顯然，排序後的heap不是一個合法的heap了。

4.make_heap算法

      這個算法用來將數組轉化成一個heap。

 

二.priority_queue

      顧名思義，priority_queue是一個擁有權值觀念的queue。因爲這是一個queue，因此只容許在底端加入元素，並從頂端取出元素，除此以外沒有其餘存取元素的途徑，因此priority_queue沒有迭代器，不提供遍歷功能。

      注意，priority_queue缺省狀況下是以vector爲底部容器，並非deque，而queue是以deque爲底部容器。

 

三.堆排序

      瞭解以上內容後，最重要的是咱們能夠本身寫出一個堆排序算法，而不是簡單的應用這些泛型算法。固然了，限於本人水平，確定與源碼有天壤之別，只是一個簡單的堆排序算法而已。

void AdjustDown(vector<int> &A,int index,int rindex)
{
	int len=A.size();
	int child=2*index+1; //左孩子下標
	int temp=A[index];
	while(child<=rindex)
	{
		if(child<rindex&&A[child]<A[child+1]) //若右孩子大於左孩子
			child++; //child指向右孩子
		if(temp>=A[child]) break; //父結點大於孩子結點，無需調整
		A[(child-1)/2]=A[child]; //不然父結點放較大孩子
		child=2*child+1; //child指向「空」結點左孩子
	}
	A[(child-1)/2]=temp; //空結點放須要調整（index）的值
}

void HeapSort(vector<int> &A)
{
	int i;
	int len=A.size();
	for(i=(len-2)/2;i>=0;i--) //make_heap
		AdjustDown(A,i,len-1);
	for(i=len-1;i>0;i--)
	{
		swap(A[0],A[i]); 
		AdjustDown(A,0,i-1); 
	}
}