Python計算の最小優先順位キューのコード共有

复制代码 代码如下:

# -*- coding: utf-8 -*-

class Heap(object):

    @classmethod
    def parent(cls, i):
        """父结点下标"""
        return int((i - 1) >> 1);

    @classmethod
    def left(cls, i):
        """左儿子下标"""
        return (i << 1) + 1;

@classmethod
def right(cls, i):
"""右儿子下标"""
return (i << 1) + 2;

class MinPriorityQueue(list, Heap):

@classmethod
def min_heapify(cls, A, i, heap_size):
"""最小堆化A[i]为根的子树"""
l, r = cls.left(i), cls.right(i)
if l < heap_size and A[l] < A[i]:
least = l
else:
least = i
if r < heap_size and A[r] < A[least]:
least = r
if least != i:
A[i], A[least] = A[least], A[i]
cls.min_heapify(A, least, heap_size)

def minimum(self):
"""返回最小元素，伪码如下：
HEAP-MINIMUM(A)
1 return A[1]

T(n) = O(1)
"""
return self[0]

def extract_min(self):
"""去除并返回最小元素，伪码如下：
HEAP-EXTRACT-MIN(A)
1 if heap-size[A] < 1
2 then error "heap underflow"
3 min ← A[1]
4 A[1] ← A[heap-size[A]] // 尾元素放到第一位
5 heap-size[A] ← heap-size[A] - 1 // 减小heap-size[A]
6 MIN-HEAPIFY(A, 1) // 保持最小堆性质
7 return min

T(n) = θ(lgn)
"""
heap_size = len(self)
assert heap_size > 0, "heap underflow"
        val = self[0]
        tail = heap_size - 1
        self[0] = self[tail]
        self.min_heapify(self, 0, tail)
        self.pop(tail)
        return val

    def decrease_key(self, i, key):
        """将i处的值减少到key，伪码如下：
        HEAP-DECREASE-KEY(A, i, key)
        1  if key > A[i]
        2    then error "new key is larger than current key"
        3  A[i] ← key
        4  while i > 1 and A[PARENT(i)] > A[i] // 不是根结点且父结点更大时
        5    do exchange A[i] ↔ A[PARENT(i)] // 交换两元素
        6       i ← PARENT(i) // 指向父结点位置

T(n) = θ(lgn)
“""
val = self[i]
キーをアサート self [i] = key
parent = self.parent
while i > 0 and self[parent(i)] > self[i]:
self[i], self[parent(i) ] = self[parent(i)], self[i]
i =parent(i)

def insert(self, key):
"""キーを A に挿入します。疑似コードは次のとおりです:
MIN-HEAP-INSERT(A, key)
1 heap-size[ A] ← heap-size[A] + 1 // 要素数を増やす
2 A[heap-size[A]] ← +∞ // 新しく追加される最初の要素は +∞
3 HEAP- DECREASE-KEY( A, heap-size[A], key) // 新しい要素を key

に削減します

T(n) = θ(lgn)
"""
self.append(float('inf'))
self.decrease_key(len(self) - 1, key)

if __name__ == '__main__':
ランダムにインポート

キー = range(10)
ランダム.シャッフル(キー)
プリント(キー)

queue = MinPriorityQueue() # キーの i に
を挿入して最小ヒープを作成します:
queue.insert(i)
print(queue)

print('*' * 30)

for i in range(len(queue)):
val = i % 3
if val == 0:
val = queue.extract_min() # 最小の要素を削除して返します
elif val == 1:
val = queue.minimum() # 最小要素を返します
else:
val = queue[1] - 10
queue.decrease_key(1, val) # queue[ 1] Reduce 10 Print (Queue, Val)

print([queue.extract_min() for i in range(len(queue))])