Python에서 heapq 모듈을 사용하는 방법

heapq 모듈은 힙 알고리즘을 제공합니다. heapq는 자식 노드와 부모 노드가 정렬되어 있는 트리 데이터 구조입니다. 이 모듈은 heap[k]

힙 q 유형 인쇄

import math 
import random
from cStringIO import StringIO

def show_tree(tree, total_width=36, fill=' '):
   output = StringIO()
   last_row = -1
   for i, n in enumerate(tree):
     if i:
       row = int(math.floor(math.log(i+1, 2)))
     else:
       row = 0
     if row != last_row:
       output.write('\n')
     columns = 2**row
     col_width = int(math.floor((total_width * 1.0) / columns))
     output.write(str(n).center(col_width, fill))
     last_row = row
   print output.getvalue()
   print '-' * total_width
   print 
   return

data = random.sample(range(1,8), 7)
print 'data: ', data
show_tree(data)

결과 인쇄

data: [3, 2, 6, 5, 4, 7, 1]

     3           
  2      6      
5    4  7     1   
-------------------------
heapq.heappush(heap, item)

요소를 힙에 푸시하고 위 ​​코드를 수정

heap = []
data = random.sample(range(1,8), 7)
print 'data: ', data

for i in data:
  print 'add %3d:' % i
  heapq.heappush(heap, i)
  show_tree(heap)

결과 인쇄

data: [6, 1, 5, 4, 3, 7, 2]
add  6:
         6         
 ------------------------------------
add  1:
      1 
   6         
------------------------------------
add  5:
      1 
   6       5       
------------------------------------
add  4:
        1 
    4       5       
  6
------------------------------------
add  3:
        1 
    3       5       
  6    4
------------------------------------
add  7:
        1 
    3        5       
  6    4    7
------------------------------------
add  2:
        1 
    3        2       
  6    4    7    5
------------------------------------

결과에 따르면, 자식 노드의 요소가 부모 노드의 요소보다 크다는 것을 알 수 있습니다. 형제 노드는 정렬되지 않습니다.

heapq.heapify(list)

목록 유형을 힙으로 변환하고 목록을 선형 시간으로 재정렬합니다.

print 'data: ', data
heapq.heapify(data)
print 'data: ', data

show_tree(data)

결과 인쇄

data: [2, 7, 4, 3, 6, 5, 1]
data: [1, 3, 2, 7, 6, 5, 4]

      1         
   3         2     
7    6    5    4  
------------------------------------
heapq.heappop(heap)

힙에서 가장 작은 요소를 제거하고 반환합니다. heapify() 및 heappop()을 사용하여 정렬합니다.

data = random.sample(range(1, 8), 7)
print 'data: ', data
heapq.heapify(data)
show_tree(data)

heap = []
while data:
  i = heapq.heappop(data)
  print 'pop %3d:' % i
  show_tree(data)
  heap.append(i)
print 'heap: ', heap

결과 인쇄

data: [4, 1, 3, 7, 5, 6, 2]

         1
    4         2
  7    5    6    3
------------------------------------

pop  1:
         2
    4         3
  7    5    6
------------------------------------
pop  2:
         3
    4         6
  7    5
------------------------------------
pop  3:
         4
    5         6
  7
------------------------------------
pop  4:
         5
    7         6
------------------------------------
pop  5:
         6
    7
------------------------------------
pop  6:
        7
------------------------------------
pop  7:

------------------------------------
heap: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

정렬된 힙을 볼 수 있습니다.

heapq.heapreplace(iterable, n)

기존 요소를 제거하고 새 값으로 바꿉니다.

data = random.sample(range(1, 8), 7)
print 'data: ', data
heapq.heapify(data)
show_tree(data)

for n in [8, 9, 10]:
  smallest = heapq.heapreplace(data, n)
  print 'replace %2d with %2d:' % (smallest, n)
  show_tree(data)

결과 인쇄

data: [7, 5, 4, 2, 6, 3, 1]

         1
    2         3
  5    6    7    4
------------------------------------

replace 1 with 8:

         2
    5         3
  8    6    7    4
------------------------------------

replace 2 with 9:

         3
    5         4
  8    6    7    9
------------------------------------

replace 3 with 10:

         4
    5         7
  8    6    10    9
------------------------------------

heapq.nlargest(n, iterable ) 및 heapq.nsmallest(n, iterable)

n개의 최대값과 최소값을 목록에 반환

data = range(1,6)
l = heapq.nlargest(3, data)
print l     # [5, 4, 3]

s = heapq.nsmallest(3, data)
print s     # [1, 2, 3]

PS: 계산 문제
요소 수 K=5로 최소 힙 코드 예제 구성:

#!/usr/bin/env python 
# -*- encoding: utf-8 -*- 
# Author: kentzhan 
# 
 
import heapq 
import random 
 
heap = [] 
heapq.heapify(heap) 
for i in range(15): 
 item = random.randint(10, 100) 
 print "comeing ", item, 
 if len(heap) >= 5: 
  top_item = heap[0] # smallest in heap 
  if top_item < item: # min heap 
   top_item = heapq.heappop(heap) 
   print "pop", top_item, 
   heapq.heappush(heap, item) 
   print "push", item, 
 else: 
  heapq.heappush(heap, item) 
  print "push", item, 
 pass 
 print heap 
pass 
print heap 
 
print "sort" 
heap.sort() 
 
print heap

결과:

Python에서 heapq 모듈 사용과 관련된 더 많은 기사를 보려면 PHP 중국어 웹사이트를 주목하세요!