Question

我正在创建一个简单的游戏，我使用std::priority_queue将命令提供给小队（每个小队都有priority_queue<command>）。

每20秒，机器人会分析情况并向priority_queue发送命令。

如何设置priority_queue固定大小，例如，将大小设置为10？期望的效果是，当达到最大值时，如果我向队列添加2个新命令，则会自动删除2个具有最低优先级的现有命令。

Answer 1

将它包装在另一个将为您执行此操作的类中。标准本身不提供此类功能。

Answer 2

这是偷偷摸摸的，但你应该能够覆盖std::priority_queue的功能来做你需要的事情。这似乎适用于我所做的一些测试：

template<typename T>
class fixed_priority_queue : public std::priority_queue<T> 
{
  public:
    fixed_priority_queue(unsigned int size) : fixed_size(size) {}
    void push(const T& x) 
    { 
      // If we've reached capacity, find the FIRST smallest object and replace
      // it if 'x' is larger
      if(this->size() == fixed_size)
      {
        // 'c' is the container used by priority_queue and is a protected member.
        auto beg = c.begin(); auto end = c.end();
        auto min = std::min_element(beg, end);
        if(x > *min)
        {
            *min = x;
            // Re-make the heap, since we may have just invalidated it.
            std::make_heap(beg, end);
        }
      }
      // Otherwise just push the new item.
      else          
      {
        priority_queue::push(x);
      }
    }
  private:
    fixed_priority_queue() {} // Construct with size only.
    const unsigned int fixed_size;
    // Prevent heap allocation
    void * operator new   (size_t);
    void * operator new[] (size_t);
    void   operator delete   (void *);
    void   operator delete[] (void*);
};

这里发生了什么？

扩展std::priority_queue类
覆盖priority_queue::push()方法，与新项目交换最低项目
默认构造函数是私有的，没有大小的构造
限制堆上的分配，因为STL容器没有虚拟析构函数。

使用：

const unsigned int LIMIT = 20;
fixed_priority_queue<int> fooQueue(LIMIT);

// Testing.
for(int i=0; i<40; i++)
  fooQueue.push(rand());
for(int i=0; i<LIMIT; i++)
{
  printf("%i\n", fooQueue.top());
  fooQueue.pop();
}

这里有什么不好的？

嗯，你不能安全地在堆上创建这些队列，所以大排队可能是不可能的。 20左右，正如你所提到的，无论如何都应该在堆栈上正常（取决于对象）。我可能会避免大排队因为......
我不确定这里的表现。 priority_queue在底层容器上调用make_heap（默认情况下为std :: vector）。我不确定通常调用的频率是多少，但如果队列已满，我们会经常调用它。我认为它可以在priority_queue::push()内调用吗？
可能堆等其他事情，所以我欢迎所有建设性反馈和读者编辑：）

希望这很有用，如果不是至少有趣的话。

Answer 3

Aryabhatta's answer of another question适用于此问题。

您使用最大堆。

假设您有一个N元素堆（实现为数组）   包含到目前为止看到的N个最小元素。

当元素进入时，检查最大值（O（1）时间），和   拒绝，如果它更大。

之前几条评论中提到的迭代是不必要的。

Answer 4

一个想法是创建一个最小优先级队列，并使用size（）方法仅将优先级队列填充到所需级别。像这样：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>

using namespace std;

struct Compare {
    // priority queue is max heap by default, use compare
    // to make it minheap
    bool operator() (const int& a, const int& b) {
        return a>b;
    }
};

typedef priority_queue<int, vector<int>, Compare> pqSize;

void priorityQueueFixedSize(pqSize& pq, int size, vector<int>& vec) {
    for (int i=0;i<vec.size();i++) {
        if (pq.size() < size) {
            pq.push(vec[i]);
        } else {
            if (vec[i] > pq.top()) {
                pq.pop();
                pq.push(vec[i]);
            }
        }
    }
}

void printPQ(pqSize& pq) {
    while (!pq.empty()) {
        cout << pq.top() << " ";
        pq.pop();
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    vector<int> vec(20,0);
    for (int i=0;i<vec.size();i++) {
        vec[i] = i;
    }
    pqSize pq;
    priorityQueueFixedSize(pq,10, vec);
    printPQ(pq);
}

这样，优先级队列中最多只能保留10个元素。

Answer 5

该标准提供了一组原始堆操作：

make_heap
sort_heap
push_heap
pop_heap

我们可以将其包装在一个简单的类中，该类具有一个Command[10]或'std :: array `作为其数据成员，或者仅以较低的方式使用上面的四个函数

我个人建议不要将其包装在函数中，因为您可能希望采用ECS模式并在命令上应用更多可能的操作，而不仅仅是作为优先级队列。我们知道，如果您使用优先级队列，则可能会有不必要的副本或移动。

Answer 6

一个有点棘手的解决方案是不使用 std::priotity_queue，而是使用大小为 N+1 的 std::array，其中只有前 N 个元素是真正的队列。而不是用最低优先级替换元素，而是用新命令覆盖 queue.back()。比 pop_queue(q.begin(), q.end()) 向队列添加新命令。

这是我的代码，有效：

int main() {
    std::array<int, 10> queue;
    queue.fill(500);
 
    for(int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        queue.back() = rand() % 1000;
        pop_heap(queue.begin(), queue.end(), std::greater<int>());
        //print_queue(queue);
        assert(is_heap(queue.begin(), queue.end()-1, std::greater<int>()));
    }
}

另一件事是，您的规范是否是您真正想要的。不要忘记优先考虑年龄。如果你不这样做，那么在一百万次迭代之后，你将有 10 个元素，具有最高优先级。它们何时被添加到队列中无关紧要。

如何使STL的priority_queue固定大小

6 个答案: