優先佇列的應用 C++實現

優先佇列可以用堆來實現, 堆底層可以用陣列表示，
通過索引關係，可以表示成一顆二叉完全樹

C++的STL提供了相應的容器介面卡
包含在queue標頭檔案中

下面通過一道題來看如何使用它

給定一個字串，請將字串裡的字元按照出現的頻率降序排列。

string frequencySort(string s) {
}

首先，統計字元出現的頻率，通過map容器可以很簡單的統計出來

map<char, int> mp;

for (auto e : s)
{
    ++mp[e];
}

然後我們需要構建一個優先佇列，而且要指定優先佇列的排序方式
因此我們定義了一個自己的結構體, 並定義了<

struct Node
{
    Node(const pair<char, int> &val) : p(val) {}
    pair<char, int> p;
};

bool operator<(const Node &a, const Node &b)
{
    return a.p.second < b.p.second;
}

然後把鍵值對放入優先佇列中

priority_queue<Node, vector<Node>, less<Node>> pq;
for (auto e : mp)
{
    pq.push(make_pair(e.first, e.second));
}
 

要用的時候，依次取出來就是了，每次取出的都是裡面最大(或最小)的

string res;
while (!pq.empty())
{
    for (int i = 0; i < pq.top().p.second; ++i)
        res.push_back(pq.top().p.first);
    pq.pop();
}

還有好幾個類似的題，都可以用這種方式解決

比如 :

• leetcode-692
• leetcode-378
• leetcode-373
• leetcode-347

下面是堆的實現, 還是建議掌握的

#include <vector>
using namespace std;

template <class T>
class Heap
{
  public:
    Heap(size_t maxElems)
    {
        h = new HeapStruct;
        h->Elems = new T[maxElems + 1];
        h->Capacity = maxElems;
        h->size = 0;
    }
    ~Heap()
    {
        destroy();
    }
    void insert(T x)
    {
        size_t i;
        if (isFull())
        {
            return;
        }
        for (i = ++h->size; i / 2 > 0 && h->Elems[i / 2] > x; i /= 2)
        {
            h->Elems[i] = h->Elems[i / 2];
        }
        h->Elems[i] = x;
    }
    T deleteMin()
    {
        size_t i, child;
        T minElems, lastElems;
        if (isEmpty())
            return h->Elems[0];
        minElems = h->Elems[1];
        lastElems = h->Elems[h->size--];
        for (i = 1; i * 2 <= h->size; i = child)
        {
            child = i * 2;
            if (child != h->size && h->Elems[child + 1] < h->Elems[child])
                ++child;
            if (lastElems > h->Elems[child])
                h->Elems[i] = h->Elems[child];
            else
                break;
        }
        h->Elems[i] = lastElems;
        return minElems;
    }
    bool isFull()
    {
        return h->size == h->Capacity;
    }
    bool isEmpty()
    {
        return h->size == 0;
    }
    T findMin()
    {
        return h->Elems[1];
    }

  private:
    void destroy()
    {
        delete h->Elems;
        delete h;
    }
    void makeEmpty() {}

    struct HeapStruct
    {
        size_t Capacity;
        size_t size;
        T *Elems;
    };
    HeapStruct* h;
};