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STL priority_queueの効率

STL priority_queueで十分に機能するアプリケーション（C++）を持っています。 ドキュメント は言う：

Priority_queueはコンテナーアダプターです。つまり、基になるコンテナータイプの上に実装されます。デフォルトでは、基になるタイプはベクターですが、別のタイプを明示的に選択することもできます。

そして

プライオリティキューは標準的な概念であり、さまざまな方法で実装できます。この実装はヒープを使用します。

私は以前にassumedtop()がO(1)であること、そしてPush()はO(logn)になるであろう（最初にpriority_queueを選択した2つの理由）場所）-しかし、ドキュメントはこの仮定を確認も否定もしません。

より深く掘り下げて、Sequenceコンセプトのドキュメントはこう言っています：

単一要素の挿入と消去の複雑さはシーケンスに依存します。

priority_queueは、vector（デフォルト）をヒープとして使用します。

...要素へのランダムアクセス、最後の要素の一定時間の挿入と削除、および最初または中間の要素の線形時間の挿入と削除をサポートします。

デフォルトのpriority_queueを使用すると、top()はO(1)であり、Push()はO(n)であると推測しています。

質問1：これは正しいですか？ （top()アクセスはO(1)であり、Push()はO(n)？です）

質問2：setを使用した場合、O(logn)でPush()効率を達成できますか？またはmultisetの代わりにvector）を使用してpriority_queueを実装しますか？これを行うとどのような影響がありますか？結果として他のどのような作業が影響を受けるでしょうか？

注：スペースではなく、時間の効率が心配です。

c++data-structuresstlperformancepriority-queue
36
Chris Tonkinson

プライオリティキューアダプターは、標準ライブラリヒープアルゴリズムを使用してキューを作成し、キューにアクセスします。これは、ドキュメントで検索する必要があるアルゴリズムの複雑さです。

Top（）操作は明らかにO(1)ですが、おそらく Josuttis に従って）呼び出した後にヒープをpop（）したいのでO（2 * log（N））とPush（）はO(log(N))-同じソースです。

そしてC++標準、25.6.3.1、Push_heapから：

複雑さ：最大でログ（最後-最初）の比較。

そしてpop_heap：

複雑さ：最大2 * log（最後-最初）の比較。

33
anon

top()-O(1)-これは要素@ frontを返すだけなので。

Push() -

  • ベクトルに挿入-0(1)償却

  • Push_into_heap-多くても、log（n）の比較。 O（logn）

    したがって、Push（）の複雑さは-log（n）です。

7
aJ.

いいえ、これは正しくありません。 top（）はO(1)で、Push（）はO（log n）です。ドキュメントのメモ2を読んで、このアダプターがベクターの反復を許可していないことを確認してください。Neilは正しいpop（）についてですが、これでもO（log n）時間で挿入と削除を行うヒープを操作できます。

5
Yuval F

基礎となるデータ構造がヒープの場合、top（）は一定の時間になり、Push（編集：およびpop）は対数になります（あなたが言っているように）。ベクトルは、これらを次のように格納するために使用されます。

ヒープ：
1
2 3
8 12 11 9

VECTOR（保存に使用）

1 2 3 8 12 11 9

これは、i番目の子の要素が（2i）および（2i + 1）であると考えることができます。

データを順次格納するため、ベクターを使用します（ディスクリートよりもはるかに効率的でキャッシュに優しい）。

格納方法に関係なく、popが一定で、Pushが対数になるように、ヒープを常に実装する必要があります（特にSTD libを作成した神々によって）。

2
Bob Fincheimer

C++ STL priority_queueの基礎となるデータ構造は、ヒープデータ構造です（ヒープは、完全なバイナリツリーと完全なバイナリツリーに基づく非線形ADTであり、ベクター（または配列）コンテナーを介して実装されます。

ex  Input data : 5 9 3 10 12 4.

Heap (Considering Min heap) would be :

                   [3]
             [9]             [4]
         [10]    [12]     [5]


   NOW , we store this min heap in to vector,             
      [3][9][4][10][12][5].
      Using formula ,
      Parent : ceiling of n-1/2
      Left Child : 2n+1
      Right Child : 2n+2 .
  Hence ,
    Time Complexity for 
             Top = O(1) , get element from root node.
             POP()= O(logn) , During deletion of root node ,there  is      chance to violation of  heap order . hence restructure of heap order takes at most O(logn) time (an element might move down to height of tree).
            Push()= O(logn) , During insertion also , there might chance to violation of  heap order . hence restructure of heap order takes at most O(logn) time (an element might move up to root from leaf node).
2
YADAV

Q1：標準は調べていませんが、AFAIKはvector（またはdeque btw）を使用しており、複雑さはO(1)の場合top()、 O(log n)およびPush()の場合はpop()。私はかつてstd::priority_queueを自分のヒープとO(1)Push()およびtop()およびO(log n)pop()で比較しましたが、確かにそうではありませんでした。 t O(n)と同じくらい遅い。

Q2：setはpriority_queue（シーケンスではない）の基礎となるコンテナーとして使用できませんが、O(log n)Push()およびpop()。ただし、これはstd::priority_queueの実装よりもstd::vectorのパフォーマンスの方が優れているとは言えません。

1
jpalecek