feat: Traditional Chinese version (#1163)

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2026-08-14 12:40:58 +00:00 · 2024-04-06 02:30:11 +08:00
parent 33d7f8a2e5
commit 5f7385c8a3
1875 changed files with 102923 additions and 18 deletions
@@ -0,0 +1,3 @@
+add_executable(heap heap.cpp)
+add_executable(my_heap my_heap.cpp)
+add_executable(top_k top_k.cpp)
@@ -0,0 +1,66 @@
+/**
+ * File: heap.cpp
+ * Created Time: 2023-01-19
+ * Author: LoneRanger(836253168@qq.com)
+ */
+
+#include "../utils/common.hpp"
+
+void testPush(priority_queue<int> &heap, int val) {
+    heap.push(val); // 元素入堆積
+    cout << "\n元素 " << val << " 入堆積後" << endl;
+    printHeap(heap);
+}
+
+void testPop(priority_queue<int> &heap) {
+    int val = heap.top();
+    heap.pop();
+    cout << "\n堆積頂元素 " << val << " 出堆積後" << endl;
+    printHeap(heap);
+}
+
+/* Driver Code */
+int main() {
+    /* 初始化堆積 */
+    // 初始化小頂堆積
+    // priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> minHeap;
+    // 初始化大頂堆積
+    priority_queue<int, vector<int>, less<int>> maxHeap;
+
+    cout << "\n以下測試樣例為大頂堆積" << endl;
+
+    /* 元素入堆積 */
+    testPush(maxHeap, 1);
+    testPush(maxHeap, 3);
+    testPush(maxHeap, 2);
+    testPush(maxHeap, 5);
+    testPush(maxHeap, 4);
+
+    /* 獲取堆積頂元素 */
+    int peek = maxHeap.top();
+    cout << "\n堆積頂元素為 " << peek << endl;
+
+    /* 堆積頂元素出堆積 */
+    testPop(maxHeap);
+    testPop(maxHeap);
+    testPop(maxHeap);
+    testPop(maxHeap);
+    testPop(maxHeap);
+
+    /* 獲取堆積大小 */
+    int size = maxHeap.size();
+    cout << "\n堆積元素數量為 " << size << endl;
+
+    /* 判斷堆積是否為空 */
+    bool isEmpty = maxHeap.empty();
+    cout << "\n堆積是否為空 " << isEmpty << endl;
+
+    /* 輸入串列並建堆積 */
+    // 時間複雜度為 O(n) ，而非 O(nlogn)
+    vector<int> input{1, 3, 2, 5, 4};
+    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> minHeap(input.begin(), input.end());
+    cout << "輸入串列並建立小頂堆積後" << endl;
+    printHeap(minHeap);
+
+    return 0;
+}
@@ -0,0 +1,155 @@
+/**
+ * File: my_heap.cpp
+ * Created Time: 2023-02-04
+ * Author: LoneRanger (836253168@qq.com), what-is-me (whatisme@outlook.jp)
+ */
+
+#include "../utils/common.hpp"
+
+/* 大頂堆積 */
+class MaxHeap {
+  private:
+    // 使用動態陣列，這樣無須考慮擴容問題
+    vector<int> maxHeap;
+
+    /* 獲取左子節點的索引 */
+    int left(int i) {
+        return 2 * i + 1;
+    }
+
+    /* 獲取右子節點的索引 */
+    int right(int i) {
+        return 2 * i + 2;
+    }
+
+    /* 獲取父節點的索引 */
+    int parent(int i) {
+        return (i - 1) / 2; // 向下整除
+    }
+
+    /* 從節點 i 開始，從底至頂堆積化 */
+    void siftUp(int i) {
+        while (true) {
+            // 獲取節點 i 的父節點
+            int p = parent(i);
+            // 當“越過根節點”或“節點無須修復”時，結束堆積化
+            if (p < 0 || maxHeap[i] <= maxHeap[p])
+                break;
+            // 交換兩節點
+            swap(maxHeap[i], maxHeap[p]);
+            // 迴圈向上堆積化
+            i = p;
+        }
+    }
+
+    /* 從節點 i 開始，從頂至底堆積化 */
+    void siftDown(int i) {
+        while (true) {
+            // 判斷節點 i, l, r 中值最大的節點，記為 ma
+            int l = left(i), r = right(i), ma = i;
+            if (l < size() && maxHeap[l] > maxHeap[ma])
+                ma = l;
+            if (r < size() && maxHeap[r] > maxHeap[ma])
+                ma = r;
+            // 若節點 i 最大或索引 l, r 越界，則無須繼續堆積化，跳出
+            if (ma == i)
+                break;
+            swap(maxHeap[i], maxHeap[ma]);
+            // 迴圈向下堆積化
+            i = ma;
+        }
+    }
+
+  public:
+    /* 建構子，根據輸入串列建堆積 */
+    MaxHeap(vector<int> nums) {
+        // 將串列元素原封不動新增進堆積
+        maxHeap = nums;
+        // 堆積化除葉節點以外的其他所有節點
+        for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
+            siftDown(i);
+        }
+    }
+
+    /* 獲取堆積大小 */
+    int size() {
+        return maxHeap.size();
+    }
+
+    /* 判斷堆積是否為空 */
+    bool isEmpty() {
+        return size() == 0;
+    }
+
+    /* 訪問堆積頂元素 */
+    int peek() {
+        return maxHeap[0];
+    }
+
+    /* 元素入堆積 */
+    void push(int val) {
+        // 新增節點
+        maxHeap.push_back(val);
+        // 從底至頂堆積化
+        siftUp(size() - 1);
+    }
+
+    /* 元素出堆積 */
+    void pop() {
+        // 判空處理
+        if (isEmpty()) {
+            throw out_of_range("堆積為空");
+        }
+        // 交換根節點與最右葉節點（交換首元素與尾元素）
+        swap(maxHeap[0], maxHeap[size() - 1]);
+        // 刪除節點
+        maxHeap.pop_back();
+        // 從頂至底堆積化
+        siftDown(0);
+    }
+
+    /* 列印堆積（二元樹）*/
+    void print() {
+        cout << "堆積的陣列表示：";
+        printVector(maxHeap);
+        cout << "堆積的樹狀表示：" << endl;
+        TreeNode *root = vectorToTree(maxHeap);
+        printTree(root);
+        freeMemoryTree(root);
+    }
+};
+
+/* Driver Code */
+int main() {
+    /* 初始化大頂堆積 */
+    vector<int> vec{9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2};
+    MaxHeap maxHeap(vec);
+    cout << "\n輸入串列並建堆積後" << endl;
+    maxHeap.print();
+
+    /* 獲取堆積頂元素 */
+    int peek = maxHeap.peek();
+    cout << "\n堆積頂元素為 " << peek << endl;
+
+    /* 元素入堆積 */
+    int val = 7;
+    maxHeap.push(val);
+    cout << "\n元素 " << val << " 入堆積後" << endl;
+    maxHeap.print();
+
+    /* 堆積頂元素出堆積 */
+    peek = maxHeap.peek();
+    maxHeap.pop();
+    cout << "\n堆積頂元素 " << peek << " 出堆積後" << endl;
+    maxHeap.print();
+
+    /* 獲取堆積大小 */
+    int size = maxHeap.size();
+    cout << "\n堆積元素數量為 " << size << endl;
+
+    /* 判斷堆積是否為空 */
+    bool isEmpty = maxHeap.isEmpty();
+    cout << "\n堆積是否為空 " << isEmpty << endl;
+
+    return 0;
+}
@@ -0,0 +1,38 @@
+/**
+ * File: top_k.cpp
+ * Created Time: 2023-06-12
+ * Author: krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+#include "../utils/common.hpp"
+
+/* 基於堆積查詢陣列中最大的 k 個元素 */
+priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> topKHeap(vector<int> &nums, int k) {
+    // 初始化小頂堆積
+    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> heap;
+    // 將陣列的前 k 個元素入堆積
+    for (int i = 0; i < k; i++) {
+        heap.push(nums[i]);
+    }
+    // 從第 k+1 個元素開始，保持堆積的長度為 k
+    for (int i = k; i < nums.size(); i++) {
+        // 若當前元素大於堆積頂元素，則將堆積頂元素出堆積、當前元素入堆積
+        if (nums[i] > heap.top()) {
+            heap.pop();
+            heap.push(nums[i]);
+        }
+    }
+    return heap;
+}
+
+// Driver Code
+int main() {
+    vector<int> nums = {1, 7, 6, 3, 2};
+    int k = 3;
+
+    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> res = topKHeap(nums, k);
+    cout << "最大的 " << k << " 個元素為: ";
+    printHeap(res);
+
+    return 0;
+}