【数据结构】通用的最小堆(最大堆)D-ary Heap
听说有一种最小(大)堆,不限于是完全二叉树,而是完全D叉树,名为D-ary Heap(http://en.wikipedia.org/wiki/D-ary_heap)。D可以是1,2,3,4,100,对于优先队列该有的功能都没有问题。
动手写一个D-ary Heap,应该不难。简单起见,不考虑像STL一样通过template传入Comp类,下面的实现要求T类型重载了operator <和operator >。
template<class T>
class DaryHeap
{
size_t D;
size_t size;
vector<T> a;
...
};
用vector容器存储数据,是因为在优先队列的插入、构建、删除操作需要RandomAccessIterator,而使用deque或其他STL容器都将影响性能。
为了节约点访问vector::size()函数的代价,用size_t size记录堆的大小。这也许没有必要,因为编译器可能对size()的调用做优化,而且访问size()的次数也并不多。
然后写堆的基本操作,即元素的上移下移。完全D叉树的性质和二叉树差不多,甚至可以推广到1叉树(数组)。
void up(size_t i)
{
while(i)
{
size_t p = (i-)/D;
if(a[p]>a[i])
{
swap(a[p], a[i]);
i = p;
}
else break;
}
}
void down(size_t i)
{
size_t ii;
size_t min = i*D+;
while(min<size)
{
for(ii=i*D+; ii<size; ii++)
if(a[min] > a[ii]) min = ii;
if(a[min]<a[i])
{
swap(a[min], a[i]);
i = min;
min = i*D+;
}
else break;
}
}
写好了这两个函数,堆的插入删除排序构建就都一样了:
DaryHeap(int _D=):size()
{
if(_D<) D=;
else D=_D;
}
size_t getsize(){return size;}
void push(T& x)
{
a.push_back(x);
up(size++);
}
T& top()
{
if(size)
return a[];
}
void pop()
{
if(size)
{
a[] = a[--size];
a.pop_back();
down();
}
}
最后测试:
main()
{
DaryHeap<int> h();
for(int i=; i>; i--)
{
h.push(i);
// h.print();
}
for(int i=; i>; i--)
{
cout <<h.top()<<ends;
h.pop(); }
}
D-ary Heap的定义是:
1 逻辑上是一个完全多叉树;
2 每个父节点有最多D个子节点;
3 子节点永远比父节点大(小),前提是节点具有可比性。
性质:
1 父节点=(子节点-1)/D;
2 子节点=父节点*D+i (i=1, 2, ..., D);
操作:
1 插入时将新插入元素放在最尾端,并与父节点交换位置直到比父节点大,即up操作。
2 从一个数组a构建成一个D-ary Heap,即需要每一个a[i](i>1)做如上的up操作。
3 删除一个节点时,将尾部的节点复制到待删除节点的位置,size-=1,然后将新复制节点从待删除节点开始向下移动,直到所有的子节点都比新复制节点大,down操作。至于怎么求子节点中最小的那个,要么去构建个局部的最小堆,要么就只好遍历咯。
4 排序:每一次将堆的根节点与尾节点a[size-1]交换,同时size-=1,再调整新根节点的位置(就是将堆首删除后拿到数组尾端。)
总的来说,和熟为人知的二叉树除了up和down有一点点不同,其他的一模一样。
【数据结构】通用的最小堆(最大堆)D-ary Heap的更多相关文章
- 502. IPO(最小堆+最大堆法 or 排序法)
题目: 链接:https://leetcode-cn.com/problems/ipo/submissions/ 假设 力扣(LeetCode)即将开始其 IPO.为了以更高的价格将股票卖给风险投资公 ...
- c++/java/python priority_que实现最大堆和最小堆
#include<iostream>#include<vector>#include<math.h>#include<string>#include&l ...
- 最大堆 最小堆 解决TOPK问题
堆:实质是一颗完全二叉树,最大堆的特点:父节点值均大于子节点:最小堆的父节点值均小于子节点: 一般使用连续内存存储堆内的值,因而可以根据当前节点的索引值推断子节点的索引值: 节点i的父节点为(i-1) ...
- Google 面试题:Java实现用最大堆和最小堆查找中位数 Find median with min heap and max heap in Java
Google面试题 股市上一个股票的价格从开市开始是不停的变化的,需要开发一个系统,给定一个股票,它能实时显示从开市到当前时间的这个股票的价格的中位数(中值). SOLUTION 1: 1.维持两个h ...
- Black Box--[优先队列 、最大堆最小堆的应用]
Description Our Black Box represents a primitive database. It can save an integer array and has a sp ...
- C++ multiset通过greater、less指定排序方式,实现最大堆、最小堆功能
STL中的set和multiset基于红黑树实现,默认排序为从小到大. 定义三个multiset实例,进行测试: multiset<int, greater<int>> gre ...
- PAT-1147(Heaps)最大堆和最小堆的判断+构建树
Heaps PAT-1147 #include<iostream> #include<cstring> #include<string> #include<a ...
- 数据结构之最小堆的实现C++版
完全二叉树之所以用数组的方式存在,在于他的一个特性 若子节点为i,则父节点为(i-1)/2,注意c++特性,该结果肯定是个整数. 若父节点为j,则子节点必为2*j+1;则在数组里面可以非常方便的通过下 ...
- Python3实现最小堆建堆算法
今天看Python CookBook中关于“求list中最大(最小)的N个元素”的内容,介绍了直接使用python的heapq模块的nlargest和nsmallest函数的解决方式,记得学习数据结构 ...
随机推荐
- C#虚方法认识
C# 中虚方法 1.具体的是new后面具体是那个类,调用的是该类的实现方法.不和基类有关,虽然可以将子类赋值给基类句柄. 但是具体还是调用具体实例化的方法.
- Asp.NET MVC 中使用 SignalR 实现推送功能
一,简介Signal 是微软支持的一个运行在 Dot NET 平台上的 html websocket 框架.它出现的主要目的是实现服务器主动推送(Push)消息到客户端页面,这样客户端就不必重新发送请 ...
- VS2010 自动关闭的问题解决方法
分为如下几个解决方法: 没有安装VS2010的SP1,安装后,问题解决了 自定义设置,出现了不正确的情况,执行 devenv.exe /resetsettings 可以排除故障 使用 devenv.e ...
- 如何在Word表格中的某一栏添加背景颜色
如何在Word表格中的某一栏添加背景颜色 编写人:CC阿爸 2014-3-14 用鼠标选中某一个单元格然后右键单击 下拉菜单选择.<边框和低纹>然后点<低纹>选项卡 选中色卡 ...
- Knockout.Js官网学习(监控属性Observables)
前言 1.创建一个ViewModel <script type="text/javascript"> //1.创建一个ViewModel var myViewModel ...
- Java ZK image 處理
自己上 ZK 官方論壇提問.別人的回答.自己解決問題後上傳的問題紀錄: http://forum.zkoss.org/question/101152/how-do-i-binding-image-fi ...
- Could not get JDBC Connection; nested exception is org.apache.commons.dbcp.SQLNestedException:
七月 17, 2014 4:56:01 下午 org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve invoke SEVERE: Servlet.service( ...
- 一个自定义的C#数据库操作基础类 SqlHelper
SqlHelper其实是我们自己编写的一个类,使用这个类目的就是让使用者更方便.更安全的对数据库的操作,既是除了在SqlHelper类以外的所有类将不用引用对数据库操作的任何类与语句,无须担心数据库的 ...
- IoC~高效的Autofac
http://www.cnblogs.com/lori/archive/2012/09/05/2671724.html http://www.cnblogs.com/kissdodog/p/36114 ...
- 基于.NET的WebService的实现和WCF的实现
1.新建一个MVC web项目. 2.点击项目,[右键]→[添加]→[新建项] 3.点击[Web]→[Web服务] 4.恭喜,Web Service已经新建成功,里面的方法就可以参考着根据自己的需要进 ...