如何将元素移出 STL 优先级队列答案

【问题标题】：How to move elements out of STL priority queue如何将元素移出 STL 优先级队列
【发布时间】：2025-12-18 07:40:01
【问题描述】：

C++ 的 STL 优先级队列有一个 void pop() 方法和一个 const ref top() 方法。因此，如果要将元素移出队列，则必须执行以下操作：

T moved = std::move(const_cast<T&>(myQueue.top())));
myQeue.pop();

这有效地将顶部转换为非常量，以便可以移动（而不是复制）它。我不喜欢这段代码，因为强制移动可能会使优先级队列的不变量无效，这应该因为弹出而不重要，但事情可能出错。

有没有更好的方法来完成弹出/移动？为什么没有 T&& top_and_pop() 函数？

【问题讨论】：

你不是在移动top函数返回的副本吗？为什么要这样做？它会阻止任何 RVO - 你想达到什么目标？
Top 返回一个 (const) 引用。在这种特殊情况下，我想将对象从优先级队列移动到向量。但这并不重要。
我不确定，但看起来，在 C++03 的上下文中，top_and_pop 没有多大意义，因为在任何情况下都只能有副本，所以添加一个方便的方法没有任何性能差异，只少了一行代码，似乎没有必要。现在有了移动语义和可以移动底层容器的成员，这似乎是有道理的，但接口没有得到任何改变......我也很好奇为什么。
相关/重复：Move out element of std priority_queue in C++11
相关：How to get a non-const top element from priority_queue with user-defined objects? 和 Getting a unique_ptr out of a priority queue

标签： c++ c++11 move-semantics c++03

【解决方案1】：

std::priority_queue 基本上是堆算法之上的一个薄层。您可以通过以下方式轻松创建自己的优先级队列：

使用这些构建块，实现起来很简单，您可以轻松实现移动弹出操作。以下清单包含一个最小的工作实现：

template <typename Type, typename Compare = std::less<Type>>
class queue
{
private:
    std::vector<Type> _elements;
    Compare _compare;
public:
    explicit queue(const Compare& compare = Compare())
        : _compare{compare}
    { }
    void push(Type element)
    {
        _elements.push_back(std::move(element));
        std::push_heap(_elements.begin(), _elements.end(), _compare);
    }
    Type pop()
    {
        std::pop_heap(_elements.begin(), _elements.end(), _compare);
        Type result = std::move(_elements.back());
        _elements.pop_back();
        return std::move(result);
    }
};

【讨论】：

+1 我还应该检查/static_assert 是否为is_nothrow_move_constructible（即使在最小实现中），否则您可能会丢失pop 中的一个元素。
这应该可以完成工作，但它非常冗长。
std::move 中的return std::move(result) 是多余的。

【解决方案2】：

这确实是std::priority_queue 的一个缺陷。但是您可以像这样轻松扩展它：

template <
    class T,
    class Container = std::vector<T>,
    class Compare = std::less<typename Container::value_type>>
class priority_queue : public std::priority_queue<T, Container, Compare> {
public:
  T top_and_pop() {
    std::pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);
    T value = std::move(c.back());
    c.pop_back();
    return value;
  }

protected:
  using std::priority_queue<T, Container, Compare>::c;
  using std::priority_queue<T, Container, Compare>::comp;
};

（基于@nosid 的回答）

【讨论】：