删除前元素并将新元素添加到最小堆（std::priority_queue）[重复]答案

【问题标题】：Removing front element and adding new element to min-heap (std::priority_queue) [duplicate]删除前元素并将新元素添加到最小堆（std::priority_queue）[重复]
【发布时间】：2017-06-27 16:34:54
【问题描述】：

用例：我想为一个 Linux 程序实现一个非常有效的发送队列，该程序在网络测试程序中每秒发送许多速率受限的大量 UDP 数据包流。目前，我使用一个

priority_queue< pair<timespec, int>,
                std::vector<pair<timespec, int>>,
                std::greater<pair<timespec, int>> >

程序运行正常且速度很快。但我希望能够在队列前面弹出并在一个操作中添加一个新元素，即每个 pop/emplace 对只有一个 re-heapify。否则pop会重新heapify，然后emplace会直接re-heapify。

这可以用 std::make_heap、std::push_heap 和 std::pop_heap 完成吗？还是我必须自己动手？我当前的程序确实在 std::priority_queue 上弹出，然后是 emplace，其成本为 '2*O(log(N))'。

FWIW，当前程序在这里：https://github.com/alapaa/timestamping/tree/send_queue

带有队列的实际发送者是这个 src 文件： https://github.com/alapaa/timestamping/blob/send_queue/manysock/sender.cpp

【问题讨论】：

解决方案指出为预先存在的副本（jxh：s 答案）效果很好。我将它实现为 std::make_heap 之上的一个小型包装类，请参阅github.com/alapaa/timestamping/blob/send_queue/manysock/…

标签： c++ algorithm

【解决方案1】：

使用 deque 作为容器，使用 make_heap 进行堆化。 --> 使用vector作为容器，使用反向迭代器make_heap，并在后面推。会快一点。

vector<int> v{4,3,7,1,5};
make_heap(v.rbegin(), v.rend(), greater<int>());
for(auto& a : v) cout << a << ' ';
cout << endl;
q.pop_back();
q.push_back(9);
make_heap(v.rbegin(), v.rend(), greater<int>());
for(auto& a : q) cout << a << ' ';
cout << endl;

【讨论】：

在这种特殊情况下，标准是否保证 make_heap 便宜（对数）？我也想避免使用双端队列，我更喜欢矢量来提高速度。（q 的大小不会随着时间的推移而增加）。我只想把新元素放在向量的前面，然后筛选它，直到我重新建立了 min-heap 属性。也许最好自己动手。
如果我没记错的话，make_heap 与优先级队列中使用的算法相同。所以，如果你打算使用优先队列，没有理由避免使用 make_heap。
但是对于 std::priority_queue，您通常只在开始时调用一次 make_heap（昂贵），然后经常弹出和推送元素（推送和弹出是对数）。
我想说的是，使用pri队列的成本比使用make_heap要多。
为什么？ std pri q 只是 make_heap、push_heap 和 pop_heap 的适配器/包装器。并且算法复杂度应该是堆中的。

【解决方案2】：

很抱歉回答我自己的问题，但我在之前对 SO 的搜索中没有找到这个解决方案（查看 jxh:s 答案）：How to change max element in a heap in C++ standard library?

【讨论】：

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