優先級隊列如何在內部工作？

Question

假設我有以下優先級隊列聲明：

    struct orderByRewards{

    bool operator() (pair<int,pair<int,int> > a, pair<int, pair<int, int> > b){
        return a.first < b.first;
    }
};

priority_queue<pair<int,pair<int,int> >, vector<pair<int,pair<int,int> > >, orderByRewards> Q;

我想知道是否有人可以花時間解釋我的編譯器如何解釋比較類。

• 為什么需要重載（）運算符？
• 另外，在比較過程中使用（）運算符在哪里？

感覺有點奇怪，尤其是因為我對模板和所有OOP概念都不是很滿意。

為什么我們需要聲明單個對象的類型和容器類型？

Answer 1

您不需要使operator（）重載。 您可以聲明自定義方法：

typedef bool (*comp)(int,int);
bool compare(int a, int b)
{
   return (a<b);
}
int main()
{
    std::priority_queue<int,std::vector<int>, comp> pq(compare);
    return 0;
}

更新 ：正如@WhozCraig指出的：可以在不重載operator（）的情況下使用此對象，但是編譯器將面臨內聯operator（）比較函數而不是運行時提供的解引用比較函數的更簡單情況。

Answer 2

您實際上是在詢問函數對象（或函子）。 函數對象是一個重載operator() 。 您可以將其當作函數來使用。 該標准提供了一些比較函子（例如您的orderByRewards ）。 例如， std::less看起來像這樣：

template <class T>
struct less {
  constexpr bool operator()(const T &lhs, const T &rhs) const 
  {
    return lhs < rhs;
  }
};

如我們所見，重載的operator()僅使用<比較兩個參數，然后返回布爾結果。 要使用它，您需要創建一個std::less類型的對象，然后在其上使用函數調用語法：

std::less<int> compare;
assert(compare(5, 7) == true);

即使compare是一個對象，我們也可以像compare(5, 7)的函數一樣使用它。

現在我們知道您的類型orderByRewards是函數對象類型。 您將其作為std::priority_queue的模板類型參數傳遞。 然后，當需要比較隊列中的元素時， std::priority_queue的實現可以創建此比較函數對象的對象。

考慮一個更簡單的示例：

template <typename T, typename Comp>
struct foo {
  void bar(T a, T b) {
    Comp compare;
    if (compare(a, b)) {
      std::cout << "True" << std::endl;
    } else {
      std::cout << "False" << std::endl;
    }
  }
};

這是一個愚蠢的例子，但可以理解這一點。 我們可以這樣使用：

foo<int, std::less<int>> my_foo;
my_foo.bar(5, 7); // Will print true

我們可以通過傳遞foo任意比較函子類型來配置foo ，使其成員函數bar可以實例化和使用。

因此，以同樣的方式，通過為std::priority_queue提供一個比較函子類型來配置std::priority_queue ，它可用於對隊列中的元素進行排序。 這就是它確定元素之間優先級的方式。 實際上， std::priority_queue的默認模板類型參數是std::less 。

Answer 3

查看std::priority_queue的定義並從那里開始工作可能是最有意義的。

template <class T, class Container = vector<T>, 
          class Compare = less<typename Container::value_type> >
class priority_queue {

這表示Compare是某種類型，默認為std::less<T> ，因為T =基礎容器的value_type。 這彌補了您可能會有些瘋狂的事情（例如創建一種類型的priority_queue）但使基礎容器容納另一種類型的可能性的可能性（盡管並非偶然，但這種可能性不大）。

std::less依次定義如下：

template <class T> struct less {
    bool operator()(const T& x, const T& y) const;
    // plus a few typedefs for the argument and return types.
};

簡而言之，它是一種僅由一個公開可用的操作定義的類型： operator() ，可以傳遞要比較的兩個項目，並返回bool以指示第一個是否小於第二個。

因為那是什么std::priority_queue希望使用，無論您必須提供基本支持相同的函數調用的語法和語義（例如， operator()應采取const參數和本身應該是const修飾）。