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2023-09-04 03:16:55 +08:00
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commit 8f74a87eba
54 changed files with 23015 additions and 23015 deletions
+83 -83
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@@ -26,18 +26,16 @@ comments: true
- 由于叶节点没有子节点,因此无需对它们执行堆化。最后一个节点的父节点是最后一个非叶节点。
- 在倒序遍历中,我们能够保证当前节点之下的子树已经完成堆化(已经是合法的堆),而这是堆化当前节点的前置条件。
=== "Java"
=== "Python"
```java title="my_heap.java"
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(List<Integer> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = new ArrayList<>(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```python title="my_heap.py"
def __init__(self, nums: list[int]):
"""构造方法,根据输入列表建堆"""
# 将列表元素原封不动添加进堆
self.max_heap = nums
# 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in range(self.parent(self.size() - 1), -1, -1):
self.sift_down(i)
```
=== "C++"
@@ -54,16 +52,33 @@ comments: true
}
```
=== "Python"
=== "Java"
```python title="my_heap.py"
def __init__(self, nums: list[int]):
"""构造方法,根据输入列表建堆"""
# 将列表元素原封不动添加进堆
self.max_heap = nums
# 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in range(self.parent(self.size() - 1), -1, -1):
self.sift_down(i)
```java title="my_heap.java"
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(List<Integer> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = new ArrayList<>(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="my_heap.cs"
/* 构造函数,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(IEnumerable<int> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = new List<int>(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
var size = parent(this.size() - 1);
for (int i = size; i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```
=== "Go"
@@ -81,6 +96,20 @@ comments: true
}
```
=== "Swift"
```swift title="my_heap.swift"
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
init(nums: [Int]) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = nums
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in stride(from: parent(i: size() - 1), through: 0, by: -1) {
siftDown(i: i)
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="my_heap.js"
@@ -109,69 +138,6 @@ comments: true
}
```
=== "C"
```c title="my_heap.c"
/* 构造函数,根据切片建堆 */
maxHeap *newMaxHeap(int nums[], int size) {
// 所有元素入堆
maxHeap *h = (maxHeap *)malloc(sizeof(maxHeap));
h->size = size;
memcpy(h->data, nums, size * sizeof(int));
for (int i = parent(size - 1); i >= 0; i--) {
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
siftDown(h, i);
}
return h;
}
```
=== "C#"
```csharp title="my_heap.cs"
/* 构造函数,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(IEnumerable<int> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = new List<int>(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
var size = parent(this.size() - 1);
for (int i = size; i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="my_heap.swift"
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
init(nums: [Int]) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = nums
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in stride(from: parent(i: size() - 1), through: 0, by: -1) {
siftDown(i: i)
}
}
```
=== "Zig"
```zig title="my_heap.zig"
// 构造方法,根据输入列表建堆
fn init(self: *Self, allocator: std.mem.Allocator, nums: []const T) !void {
if (self.max_heap != null) return;
self.max_heap = std.ArrayList(T).init(allocator);
// 将列表元素原封不动添加进堆
try self.max_heap.?.appendSlice(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
var i: usize = parent(self.size() - 1) + 1;
while (i > 0) : (i -= 1) {
try self.siftDown(i - 1);
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="my_heap.dart"
@@ -201,6 +167,40 @@ comments: true
}
```
=== "C"
```c title="my_heap.c"
/* 构造函数,根据切片建堆 */
maxHeap *newMaxHeap(int nums[], int size) {
// 所有元素入堆
maxHeap *h = (maxHeap *)malloc(sizeof(maxHeap));
h->size = size;
memcpy(h->data, nums, size * sizeof(int));
for (int i = parent(size - 1); i >= 0; i--) {
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
siftDown(h, i);
}
return h;
}
```
=== "Zig"
```zig title="my_heap.zig"
// 构造方法,根据输入列表建堆
fn init(self: *Self, allocator: std.mem.Allocator, nums: []const T) !void {
if (self.max_heap != null) return;
self.max_heap = std.ArrayList(T).init(allocator);
// 将列表元素原封不动添加进堆
try self.max_heap.?.appendSlice(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
var i: usize = parent(self.size() - 1) + 1;
while (i > 0) : (i -= 1) {
try self.siftDown(i - 1);
}
}
```
## 8.2.3 &nbsp; 复杂度分析
下面,我们来尝试推算第二种建堆方法的时间复杂度。
+662 -662
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File diff suppressed because it is too large Load Diff
+76 -76
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@@ -76,26 +76,22 @@ comments: true
另外,该方法适用于动态数据流的使用场景。在不断加入数据时,我们可以持续维护堆内的元素,从而实现最大 $k$ 个元素的动态更新。
=== "Java"
=== "Python"
```java title="top_k.java"
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
Queue<Integer> topKHeap(int[] nums, int k) {
Queue<Integer> heap = new PriorityQueue<Integer>();
// 将数组的前 k 个元素入堆
for (int i = 0; i < k; i++) {
heap.offer(nums[i]);
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.length; i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.peek()) {
heap.poll();
heap.offer(nums[i]);
}
}
return heap;
}
```python title="top_k.py"
def top_k_heap(nums: list[int], k: int) -> list[int]:
"""基于堆查找数组中最大的 k 个元素"""
heap = []
# 将数组的前 k 个元素入堆
for i in range(k):
heapq.heappush(heap, nums[i])
# 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for i in range(k, len(nums)):
# 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if nums[i] > heap[0]:
heapq.heappop(heap)
heapq.heappush(heap, nums[i])
return heap
```
=== "C++"
@@ -120,22 +116,48 @@ comments: true
}
```
=== "Python"
=== "Java"
```python title="top_k.py"
def top_k_heap(nums: list[int], k: int) -> list[int]:
"""基于堆查找数组中最大的 k 个元素"""
heap = []
# 将数组的前 k 个元素入堆
for i in range(k):
heapq.heappush(heap, nums[i])
# 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for i in range(k, len(nums)):
# 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if nums[i] > heap[0]:
heapq.heappop(heap)
heapq.heappush(heap, nums[i])
return heap
```java title="top_k.java"
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
Queue<Integer> topKHeap(int[] nums, int k) {
Queue<Integer> heap = new PriorityQueue<Integer>();
// 将数组的前 k 个元素入堆
for (int i = 0; i < k; i++) {
heap.offer(nums[i]);
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.length; i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.peek()) {
heap.poll();
heap.offer(nums[i]);
}
}
return heap;
}
```
=== "C#"
```csharp title="top_k.cs"
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
PriorityQueue<int, int> topKHeap(int[] nums, int k) {
PriorityQueue<int, int> heap = new PriorityQueue<int, int>();
// 将数组的前 k 个元素入堆
for (int i = 0; i < k; i++) {
heap.Enqueue(nums[i], nums[i]);
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.Length; i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.Peek()) {
heap.Dequeue();
heap.Enqueue(nums[i], nums[i]);
}
}
return heap;
}
```
=== "Go"
@@ -161,46 +183,6 @@ comments: true
}
```
=== "JS"
```javascript title="top_k.js"
[class]{}-[func]{topKHeap}
```
=== "TS"
```typescript title="top_k.ts"
[class]{}-[func]{topKHeap}
```
=== "C"
```c title="top_k.c"
[class]{}-[func]{topKHeap}
```
=== "C#"
```csharp title="top_k.cs"
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
PriorityQueue<int, int> topKHeap(int[] nums, int k) {
PriorityQueue<int, int> heap = new PriorityQueue<int, int>();
// 将数组的前 k 个元素入堆
for (int i = 0; i < k; i++) {
heap.Enqueue(nums[i], nums[i]);
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.Length; i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.Peek()) {
heap.Dequeue();
heap.Enqueue(nums[i], nums[i]);
}
}
return heap;
}
```
=== "Swift"
```swift title="top_k.swift"
@@ -220,9 +202,15 @@ comments: true
}
```
=== "Zig"
=== "JS"
```zig title="top_k.zig"
```javascript title="top_k.js"
[class]{}-[func]{topKHeap}
```
=== "TS"
```typescript title="top_k.ts"
[class]{}-[func]{topKHeap}
```
@@ -267,3 +255,15 @@ comments: true
heap
}
```
=== "C"
```c title="top_k.c"
[class]{}-[func]{topKHeap}
```
=== "Zig"
```zig title="top_k.zig"
[class]{}-[func]{topKHeap}
```