C++ priority_queue简单源码剖析：priority_queue模拟实现

大家好！本文会用C++模拟一个基本的priority_queue类，帮助我们更好的理解priority_queue的内置函数的实现与规则。

1. priority_queue介绍

priority_queue被叫做优先队列：

1. 优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。
2. 此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)，其数据结构类似于大堆。
3. 优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出，其称为优先队列的顶部。
4. 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：
   • empty()：检测容器是否为空
   • size()：返回容器中有效元素个数
   • front()：返回容器中第一个元素的引用
   • push_back()：在容器尾部插入元素
   • pop_back()：删除容器尾部元素
5. 标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的priority_queue类实例化指定容器类，则使用vector。
6. 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。

priority_queue数据结构：

2. priority_queue模拟实现

我们先来看看priority_queue需要实现哪些函数：

    template <class T,class Container = vector<T>, class Compare = less<T>>
    class priority_queue
    {
   
    public:
    	//构造函数
        priority_queue() = default;
        template <class InputIterator>
        priority_queue(InputIterator first, InputIterator last);
        //容器操作
        void adjust_up(int child);
        void adjust_down(int parent);
        bool empty() const;
        size_t size() const;
        const T& top() const;
        void push(const T& x);
        void pop();
    private:
        Container _c;
        Compare comp;
    };
}

priority_queue需要实现的函数很少，而且函数也多为复用 Container类型的内置函数，所以这里不多讲解，直接贴代码。（priority_queue的重点不在它的函数，在本篇的第三个专题）。

构造函数：

 //强制编译器生成默认构造函数
 priority_queue() = default;
 //支持迭代器构造
 template <class InputIterator>
 priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
 {
   
     while (first != last)
     {
   
         _c.push_back(*first);
         first++;
     };
     for (int i = ((_c.size() - 1 - 1) / 2); i > 0; i--)
     {
   
         adjust_down(i);
     };
 };

容器操作函数：

//堆的向上调整函数
void