C++中的priority_queue是标准库提供的优先队列容器适配器，它基于堆结构实现，默认情况下元素会按照从大到小的顺序排列，也就是大顶堆结构。开发者可以通过它快速获取当前队列中的最大元素，也支持自定义比较规则来调整堆的类型，实现小顶堆等其他排序效果。
priority_queue的基本用法
使用priority_queue前需要引入头文件<queue>，它的模板参数有三个，分别是存储的元素类型、底层容器类型和比较规则。默认情况下底层容器是<vector>，比较规则是<less>，也就是大顶堆。
常用成员函数
- push(const T& val)：向优先队列中插入元素，插入后队列会自动调整堆结构
- pop()：删除队首元素，也就是当前优先级最高（大顶堆是最大）的元素，操作后会重新调整堆
- top()：返回队首元素的引用，不会删除该元素
- empty()：判断队列是否为空，为空返回true，否则返回false
- size()：返回队列中元素的个数
基本使用示例
下面是一个默认大顶堆的使用示例：
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
int main() {
// 定义大顶堆优先队列，存储int类型元素
std::priority_queue<int> maxHeap;
// 插入元素
maxHeap.push(3);
maxHeap.push(1);
maxHeap.push(5);
maxHeap.push(2);
// 输出队首元素并删除，直到队列为空
while (!maxHeap.empty()) {
std::cout << maxHeap.top() << " ";
maxHeap.pop();
}
// 输出结果：5 3 2 1
return 0;
}
实现小顶堆
默认的priority_queue是大顶堆，要实现小顶堆，只需要修改第三个模板参数，将比较规则改为<greater>，同时底层容器使用<vector>即可。
小顶堆实现示例
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
#include <functional> // 引入greater需要的头文件
int main() {
// 定义小顶堆优先队列，第三个参数传greater<int>
std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> minHeap;
// 插入元素
minHeap.push(3);
minHeap.push(1);
minHeap.push(5);
minHeap.push(2);
// 输出队首元素并删除，直到队列为空
while (!minHeap.empty()) {
std::cout << minHeap.top() << " ";
minHeap.pop();
}
// 输出结果：1 2 3 5
return 0;
}
自定义类型的优先队列
如果存储的是自定义类型，需要自定义比较规则，有两种方式，一种是重载自定义类型的<运算符，另一种是在定义priority_queue时传入自定义的比较结构体。
重载<运算符实现大顶堆
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
// 自定义学生类型
struct Student {
std::string name;
int score;
// 重载<运算符，score大的优先级高（大顶堆）
bool operator<(const Student& other) const {
return score < other.score;
}
};
int main() {
std::priority_queue<Student> stuHeap;
stuHeap.push({"张三", 85});
stuHeap.push({"李四", 92});
stuHeap.push({"王五", 78});
while (!stuHeap.empty()) {
Student s = stuHeap.top();
std::cout << s.name << " " << s.score << std::endl;
stuHeap.pop();
}
// 输出结果：李四 92 张三 85 王五 78
return 0;
}
自定义比较结构体实现小顶堆
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
#include <vector>
struct Student {
std::string name;
int score;
};
// 自定义比较结构体，score小的优先级高（小顶堆）
struct StudentCmp {
bool operator()(const Student& a, const Student& b) const {
return a.score > b.score;
}
};
int main() {
std::priority_queue<Student, std::vector<Student>, StudentCmp> stuHeap;
stuHeap.push({"张三", 85});
stuHeap.push({"李四", 92});
stuHeap.push({"王五", 78});
while (!stuHeap.empty()) {
Student s = stuHeap.top();
std::cout << s.name << " " << s.score << std::endl;
stuHeap.pop();
}
// 输出结果：王五 78 张三 85 李四 92
return 0;
}
大顶堆与小顶堆的差异对比
| 对比项 | 大顶堆（默认） | 小顶堆 |
|---|---|---|
| 模板定义 | priority_queue<T> 或 priority_queue<T, vector<T>, less<T>> | priority_queue<T, vector<T>, greater<T>> |
| 队首元素 | 当前队列中的最大值 | 当前队列中的最小值 |
| 适用场景 | 需要频繁获取最大元素的场景，比如任务调度中优先级高的任务先执行 | 需要频繁获取最小元素的场景，比如合并多个有序数组时取最小元素 |
使用注意事项
priority_queue没有迭代器，不支持遍历操作，只能访问队首元素。另外它的pop操作只删除队首元素，不会返回被删除的元素，如果需要获取并删除，要先调用top再调用pop。如果存储指针类型，比较规则需要比较指针指向的内容，而不是指针本身的地址，否则排序结果会不符合预期。
C++_priority_queue大顶堆小顶堆优先队列用法修改时间：2026-06-20 05:09:39