• c++ heap学习


    heap并不属于STL容器组件,它分为 max heap 和min heap,在缺省情况下,max-heap是优先队列(priority queue)的底层实现机制。

    而这个实现机制中的max-heap实际上是以一个vector表现的完全二叉树(complete binary tree)。
    二叉堆(binary heap)就是i一种完全二叉树。也即是。整棵二叉树除了最底层的叶节点以外,都是填满的,而最低层的叶子结点必须是从左到右不留空隙。
    至于max-heap和min-heap,前者的任何一个父亲结点都必须大于等于他的任意子结点,而后者相反。

    《在这里值得一提的是》,heap对于map/unordered_map的排序(大小排序方式)是根据key值来排序的。

    操作:

    push_heap():新添加一个元素在末尾,然后重新调整堆序。也就是把元素添加在底层vector的end()处。

    该算法必须是在一个已经满足堆序的条件下,添加元素。该函数接受两个随机迭代器,分别表示first,end,区间范围。

    关键是我们执行一个siftup()函数,上溯函数来重新调整堆序。

    pop_heap()这个算法跟push_heap类似,参数一样。不同的是我们把堆顶元素取出来,放到了数组或者是vector的末尾,用原来末尾元素去替代,然后end迭代器减1,执行siftdown()下溯函数来重新调整堆序。

    注意算法执行完毕后,最大的元素并没有被取走,而是放于底层容器的末尾。如果要取走,则可以使用底部容器(vector)提供的pop_back()函数。

     sort_heap()算法:既然每次pop_heap可以获得堆中最大的元素,那么我们持续对整个heap做pop_heap操作,每次将操作的范围向前缩减一个元素。

     sort_heap() 算法:接受两个随机迭代器作为参数。表示操作的范围。

    make_heap()算法:建立一个堆。很简单吧。接受的参数同上。

    #include <iostream>
    #include <algorithm> // make_heap(), pop_heap(), push_heap()
    #include <vector>
    using namespace std;
    
    void printVector(vector<int> &num)
    {
        for(int i = 0; i < num.size(); i++)
            cout<<num[i]<<" ";
        cout<<endl;
    }
    int main()
    {
        // init
        int arr[] = {5,1,6,9,4,3};
        vector<int> num(arr,arr+6);
        printVector(num);
    
        // build
        make_heap(num.begin(),num.end());
        printVector(num); // 9 5 6 1 4 3 默认大顶堆
    
        // get the biggest number
        // 从vector的角度来取得
        cout<<num[0]<<endl; // 9
        // or num.front();
        cout<<num.front()<<endl; // 9
    
        // delete 堆顶,即最大的元素
        // 返回值为 void 
        // 将堆顶的元素放到最后一个位置上
        // 弹出一个元素后,剩下的又重建了 heap,仍保持heap的性质
        pop_heap(num.begin(),num.end());
        printVector(num); // 6 5 3 1 4 9
        // vector 删除末尾元素
        num.pop_back();
        printVector(num);
    
        num.push_back(7); //首先在vector上扩容,增加一个元素到尾部
        printVector(num); // 6 5 3 1 4 7 
        push_heap(num.begin(),num.end());  // 指定区间的最后一个元素加入堆中并使整个区间成为一个新的堆。注意前提是最后一个元素除外的所有元素已经构成一个堆。
        printVector(num);  // 7 5 6 1 4 3
    
        // 判断是否为堆
        bool ret = is_heap(num.begin(),num.end());
        cout<<ret<<endl;
        num.push_back(9);
        printVector(num);  // 7 5 6 1 4 3 9
        cout<< is_heap(num.begin(),num.end()) <<endl;
        push_heap(num.begin(),num.end());
        printVector(num); // 9 5 7 1 4 3 6
    
        sort_heap(num.begin(),num.end());
        printVector(num); // 1 3 4 5 6 7 9
    }
     
    
    // 小顶堆
    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <algorithm>
    using namespace std;
    
    class greater_class{
    public:
        bool operator()(int a, int b)
        {
            return a > b;
        }
    };
    
    int main()
    {
        // init
        int arr[] = {5,1,6,9,4,3};
        vector<int> num(arr,arr+6);
        printVector(num);
    
        make_heap(num.begin(), num.end(), greater_class());
        printVector(num); // 1 4 3 9 5 6 
    
        num.push_back(2);
        printVector(num); // 1 4 3 9 5 6 2
        push_heap(num.begin(),num.end(),greater_class());
        printVector(num); // 1 4 2 9 5 6 3 
    
        while (num.size())
        {
            pop_heap(num.begin(),num.end(),greater_class());
            long min = num.back();
            num.pop_back();  
            cout << min << std::endl;
        } // 1 2 3 4 5 6 9
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/home123/p/7440001.html
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