前面两篇介绍了gcc4.8的vector和list的源码实现，这是stl最常用了两种序列式容器。除了容器之外，stl还提供了一种借助容器实现特殊操作的组件，谓之适配器，比如stack，queue，priority queue等，本文就介绍gcc4.8的priority queue的源码实现。
顾名思义，priority queue是带有优先级的队列，所以元素必须提供<操作符，与vector和list不同，priority queue允许加入元素，但是取出时只能取出优先级最高的元素。
一、 priority queue定义
priority queue没有基类
template<typename _Tp, typename _Sequence = vector<_Tp>,
typename _Compare = less<typename _Sequence::value_type> >
class priority_queue
{
public:
typedef typename _Sequence::value_type value_type;
typedef typename _Sequence::reference reference;
typedef typename _Sequence::const_reference const_reference;
typedef typename _Sequence::size_type size_type;
typedef _Sequence container_type; protected:
_Sequence c;
_Compare comp;
…...
priority queue底层默认使用vector，含有两个成员，vector c存储数据，comp是一个仿函数，用来比较数据大小。
二、 priority queue构造方式
可以用vector直接初始化priority queue，也可以任意迭代器或者数组指针初始化。
explicit
priority_queue(const _Compare& __x,
const _Sequence& __s)
: c(__s), comp(__x)
{ std::make_heap(c.begin(), c.end(), comp); } explicit
priority_queue(const _Compare& __x = _Compare(),
_Sequence&& __s = _Sequence())
: c(std::move(__s)), comp(__x)
{ std::make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }
template<typename _InputIterator>
priority_queue(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
const _Compare& __x,
const _Sequence& __s)
: c(__s), comp(__x)
{
__glibcxx_requires_valid_range(__first, __last);
c.insert(c.end(), __first, __last);
std::make_heap(c.begin(), c.end(), comp);
}
template<typename _InputIterator>
priority_queue(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
const _Compare& __x = _Compare(),
_Sequence&& __s = _Sequence())
: c(std::move(__s)), comp(__x)
{
__glibcxx_requires_valid_range(__first, __last);
c.insert(c.end(), __first, __last);
std::make_heap(c.begin(), c.end(), comp);
}
将元素全部插入priority queue后，使用 make_heap将其建成最大堆，
template<typename _RandomAccessIterator>
void make_heap(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last)
{ typedef typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::value_type
_ValueType;
typedef typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::difference_type
_DistanceType;
if (__last - __first < )
return;
const _DistanceType __len = __last - __first;
_DistanceType __parent = (__len - ) / ;
while (true)
{
_ValueType __value = _GLIBCXX_MOVE(*(__first + __parent));
std::__adjust_heap(__first, __parent, __len, _GLIBCXX_MOVE(__value));
if (__parent == )
return;
__parent--;
}
}
__adjust_heap是一个下溯过程，从最后一个非叶子节点往前一个个执行下溯过程，使得以其为根节点的子树是一个最大堆。
template<typename _RandomAccessIterator, typename _Distance,
typename _Tp, typename _Compare>
void __adjust_heap(_RandomAccessIterator __first, _Distance __holeIndex,
_Distance __len, _Tp __value, _Compare __comp)
{
const _Distance __topIndex = __holeIndex;
_Distance __secondChild = __holeIndex;
while (__secondChild < (__len - ) / )
{
__secondChild = * (__secondChild + );
if (__comp(*(__first + __secondChild),
*(__first + (__secondChild - ))))
__secondChild--;
*(__first + __holeIndex) = _GLIBCXX_MOVE(*(__first + __secondChild));
__holeIndex = __secondChild;
}
if ((__len & ) == && __secondChild == (__len - ) / )
{
__secondChild = * (__secondChild + );
*(__first + __holeIndex) = _GLIBCXX_MOVE(*(__first
+ (__secondChild - )));
__holeIndex = __secondChild - ;
}
std::__push_heap(__first, __holeIndex, __topIndex,
_GLIBCXX_MOVE(__value), __comp);
}
三、 priority queue的元素操作
priority queue只有push和pop两个主要操作，push增加新的元素，
void push(const value_type& __x)
{
c.push_back(__x);
std::push_heap(c.begin(), c.end(), comp);
}
先放到最后一个位置，再使用 push_heap执行一个上溯操作，将插入元素移动到合适位置，保证整个queue仍然是个最大堆。
template<typename _RandomAccessIterator, typename _Distance, typename _Tp>
void
__push_heap(_RandomAccessIterator __first,
_Distance __holeIndex, _Distance __topIndex, _Tp __value)
{
_Distance __parent = (__holeIndex - ) / ;
while (__holeIndex > __topIndex && *(__first + __parent) < __value)
{
*(__first + __holeIndex) = _GLIBCXX_MOVE(*(__first + __parent));
__holeIndex = __parent;
__parent = (__holeIndex - ) / ;
}
*(__first + __holeIndex) = _GLIBCXX_MOVE(__value);
}
pop操作移除堆顶元素，
void pop()
{
std::pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);
c.pop_back();
}
由于使用的是vector，如果移除第一个元素再make_heap的话代价会很大。这里先将第一个元素和最后一个元素交换，删除最后一个元素，再从第一个元素做一次下溯过程，就建成了新的最大堆。