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ja/codes/c/chapter_heap/top_k.c

@@ -0,0 +1,73 @@
+/**
+ * File: top_k.c
+ * Created Time: 2023-10-26
+ * Author: krahets (krahets163.com)
+ */
+
+#include "my_heap.c"
+
+/* 要素をヒープに追加 */
+void pushMinHeap(MaxHeap *maxHeap, int val) {
+    // 要素を反転する
+    push(maxHeap, -val);
+}
+
+/* 要素をヒープから取り出す */
+int popMinHeap(MaxHeap *maxHeap) {
+    // 要素を反転する
+    return -pop(maxHeap);
+}
+
+/* ヒープ先頭要素にアクセス */
+int peekMinHeap(MaxHeap *maxHeap) {
+    // 要素を反転する
+    return -peek(maxHeap);
+}
+
+/* ヒープから要素を取り出す */
+int *getMinHeap(MaxHeap *maxHeap) {
+    // ヒープ内のすべての要素を反転して res 配列に格納
+    int *res = (int *)malloc(maxHeap->size * sizeof(int));
+    for (int i = 0; i < maxHeap->size; i++) {
+        res[i] = -maxHeap->data[i];
+    }
+    return res;
+}
+
+// ヒープに基づいて配列中の最大の k 個の要素を求める関数
+int *topKHeap(int *nums, int sizeNums, int k) {
+    // 最小ヒープを初期化する
+    // 注意: ヒープ内の全要素を反転し、最大ヒープで最小ヒープをシミュレートする
+    int *empty = (int *)malloc(0);
+    MaxHeap *maxHeap = newMaxHeap(empty, 0);
+    // 配列の先頭 k 個の要素をヒープに追加
+    for (int i = 0; i < k; i++) {
+        pushMinHeap(maxHeap, nums[i]);
+    }
+    // k+1 番目の要素から開始し、ヒープ長を k に保つ
+    for (int i = k; i < sizeNums; i++) {
+        // 現在の要素がヒープ先頭より大きければ、ヒープ先頭を取り出して現在の要素を追加する
+        if (nums[i] > peekMinHeap(maxHeap)) {
+            popMinHeap(maxHeap);
+            pushMinHeap(maxHeap, nums[i]);
+        }
+    }
+    int *res = getMinHeap(maxHeap);
+    // メモリを解放する
+    delMaxHeap(maxHeap);
+    return res;
+}
+
+/* Driver Code */
+int main() {
+    int nums[] = {1, 7, 6, 3, 2};
+    int k = 3;
+    int sizeNums = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);
+
+    int *res = topKHeap(nums, sizeNums, k);
+    printf("最大の %d 個の要素は: ", k);
+    printArray(res, k);
+
+    free(res);
+    return 0;
+}