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Re-translate the Japanese version (#1871)
* Retranslate Japanese docs with GPT-5.4 * Retranslate Japanese code with GPT-5.4
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,71 @@
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/*
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* File: heap.rs
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* Created Time: 2023-07-16
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* Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
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*/
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use hello_algo_rust::include::print_util;
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use std::{cmp::Reverse, collections::BinaryHeap};
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fn test_push_max(heap: &mut BinaryHeap<i32>, val: i32) {
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heap.push(val); // 要素をヒープに追加
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println!("\n要素 {} をヒープに追加した後", val);
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print_util::print_heap(heap.iter().map(|&val| val).collect());
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}
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fn test_pop_max(heap: &mut BinaryHeap<i32>) {
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let val = heap.pop().unwrap();
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println!("\nヒープ先頭要素 {} を取り出した後", val);
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print_util::print_heap(heap.iter().map(|&val| val).collect());
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}
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/* Driver Code */
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fn main() {
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/* ヒープを初期化 */
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// 最小ヒープを初期化
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#[allow(unused_assignments)]
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let mut min_heap = BinaryHeap::new();
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// Rust の BinaryHeap は最大ヒープであり、最小ヒープには通常 Reverse を使う
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// 最大ヒープを初期化する
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let mut max_heap = BinaryHeap::new();
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println!("\n以下のテストケースは最大ヒープです");
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/* 要素をヒープに追加 */
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test_push_max(&mut max_heap, 1);
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test_push_max(&mut max_heap, 3);
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test_push_max(&mut max_heap, 2);
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test_push_max(&mut max_heap, 5);
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||||
test_push_max(&mut max_heap, 4);
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||||
/* ヒープ頂点の要素を取得 */
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let peek = max_heap.peek().unwrap();
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||||
println!("\nヒープ先頭要素は {}", peek);
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||||
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||||
/* ヒープ頂点の要素を取り出す */
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||||
test_pop_max(&mut max_heap);
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||||
test_pop_max(&mut max_heap);
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||||
test_pop_max(&mut max_heap);
|
||||
test_pop_max(&mut max_heap);
|
||||
test_pop_max(&mut max_heap);
|
||||
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||||
/* ヒープのサイズを取得 */
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||||
let size = max_heap.len();
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||||
println!("\nヒープ要素数は {}", size);
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/* ヒープが空かどうかを判定 */
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let is_empty = max_heap.is_empty();
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println!("\nヒープは空か {}", is_empty);
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/* リストを入力してヒープを構築 */
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// 時間計算量は O(n) であり、O(nlogn) ではない
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min_heap = BinaryHeap::from(
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vec![1, 3, 2, 5, 4]
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.into_iter()
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.map(|val| Reverse(val))
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.collect::<Vec<Reverse<i32>>>(),
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);
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||||
println!("\nリストを入力して最小ヒープを構築した後");
|
||||
print_util::print_heap(min_heap.iter().map(|&val| val.0).collect());
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||||
}
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@@ -0,0 +1,165 @@
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||||
/*
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||||
* File: my_heap.rs
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||||
* Created Time: 2023-07-16
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||||
* Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
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||||
*/
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||||
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||||
use hello_algo_rust::include::print_util;
|
||||
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||||
/* 最大ヒープ */
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struct MaxHeap {
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// 配列ではなく vector を使うことで、拡張を考慮せずに済む
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max_heap: Vec<i32>,
|
||||
}
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||||
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||||
impl MaxHeap {
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||||
/* コンストラクタ。入力リストに基づいてヒープを構築する */
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||||
fn new(nums: Vec<i32>) -> Self {
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||||
// リスト要素をそのままヒープに追加
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||||
let mut heap = MaxHeap { max_heap: nums };
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||||
// 葉ノード以外のすべてのノードをヒープ化
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for i in (0..=Self::parent(heap.size() - 1)).rev() {
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||||
heap.sift_down(i);
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||||
}
|
||||
heap
|
||||
}
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||||
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||||
/* 左子ノードのインデックスを取得 */
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fn left(i: usize) -> usize {
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2 * i + 1
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}
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||||
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||||
/* 右子ノードのインデックスを取得 */
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||||
fn right(i: usize) -> usize {
|
||||
2 * i + 2
|
||||
}
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||||
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||||
/* 親ノードのインデックスを取得 */
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||||
fn parent(i: usize) -> usize {
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||||
(i - 1) / 2 // 切り捨て除算
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}
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||||
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||||
/* 要素を交換 */
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||||
fn swap(&mut self, i: usize, j: usize) {
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self.max_heap.swap(i, j);
|
||||
}
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||||
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||||
/* ヒープのサイズを取得 */
|
||||
fn size(&self) -> usize {
|
||||
self.max_heap.len()
|
||||
}
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||||
|
||||
/* ヒープが空かどうかを判定 */
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||||
fn is_empty(&self) -> bool {
|
||||
self.max_heap.is_empty()
|
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}
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||||
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||||
/* ヒープ先頭要素にアクセス */
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||||
fn peek(&self) -> Option<i32> {
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||||
self.max_heap.first().copied()
|
||||
}
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||||
/* 要素をヒープに追加 */
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||||
fn push(&mut self, val: i32) {
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||||
// ノードを追加
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self.max_heap.push(val);
|
||||
// 下から上へヒープ化
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||||
self.sift_up(self.size() - 1);
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}
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||||
/* ノード i から始めて、下から上へヒープ化 */
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||||
fn sift_up(&mut self, mut i: usize) {
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loop {
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||||
// ノード i はすでにヒープの先頭ノードなので、ヒープ化を終了する
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||||
if i == 0 {
|
||||
break;
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||||
}
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||||
// ノード i の親ノードを取得
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let p = Self::parent(i);
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||||
// 「ノードの修復が不要」になったら、ヒープ化を終了
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||||
if self.max_heap[i] <= self.max_heap[p] {
|
||||
break;
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||||
}
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||||
// 2 つのノードを交換
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||||
self.swap(i, p);
|
||||
// ループで下から上へヒープ化
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||||
i = p;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
/* 要素をヒープから取り出す */
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||||
fn pop(&mut self) -> i32 {
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||||
// 空判定の処理
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if self.is_empty() {
|
||||
panic!("index out of bounds");
|
||||
}
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||||
// 根ノードと最も右の葉ノードを交換(先頭要素と末尾要素を交換)
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self.swap(0, self.size() - 1);
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||||
// ノードを削除
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||||
let val = self.max_heap.pop().unwrap();
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||||
// 上から下へヒープ化
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||||
self.sift_down(0);
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||||
// ヒープ先頭要素を返す
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||||
val
|
||||
}
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||||
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||||
/* ノード i から始めて、上から下へヒープ化 */
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||||
fn sift_down(&mut self, mut i: usize) {
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||||
loop {
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||||
// ノード i, l, r のうち値が最大のノードを ma とする
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||||
let (l, r, mut ma) = (Self::left(i), Self::right(i), i);
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||||
if l < self.size() && self.max_heap[l] > self.max_heap[ma] {
|
||||
ma = l;
|
||||
}
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||||
if r < self.size() && self.max_heap[r] > self.max_heap[ma] {
|
||||
ma = r;
|
||||
}
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||||
// ノード i が最大、またはインデックス l, r が範囲外なら、ヒープ化は不要なので抜ける
|
||||
if ma == i {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
// 2 つのノードを交換
|
||||
self.swap(i, ma);
|
||||
// ループで上から下へヒープ化
|
||||
i = ma;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
/* ヒープ(二分木)を出力 */
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||||
fn print(&self) {
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||||
print_util::print_heap(self.max_heap.clone());
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}
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||||
}
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||||
/* Driver Code */
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fn main() {
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||||
/* 最大ヒープを初期化 */
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let mut max_heap = MaxHeap::new(vec![9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2]);
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||||
println!("\nリストを入力してヒープを構築した後");
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||||
max_heap.print();
|
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||||
/* ヒープ頂点の要素を取得 */
|
||||
let peek = max_heap.peek();
|
||||
if let Some(peek) = peek {
|
||||
println!("\nヒープ先頭要素は {}", peek);
|
||||
}
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||||
|
||||
/* 要素をヒープに追加 */
|
||||
let val = 7;
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||||
max_heap.push(val);
|
||||
println!("\n要素 {} をヒープに追加した後", val);
|
||||
max_heap.print();
|
||||
|
||||
/* ヒープ頂点の要素を取り出す */
|
||||
let peek = max_heap.pop();
|
||||
println!("\nヒープ先頭要素 {} を取り出した後", peek);
|
||||
max_heap.print();
|
||||
|
||||
/* ヒープのサイズを取得 */
|
||||
let size = max_heap.size();
|
||||
println!("\nヒープ要素数は {}", size);
|
||||
|
||||
/* ヒープが空かどうかを判定 */
|
||||
let is_empty = max_heap.is_empty();
|
||||
println!("\nヒープは空か {}", is_empty);
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,39 @@
|
||||
/*
|
||||
* File: top_k.rs
|
||||
* Created Time: 2023-07-16
|
||||
* Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
use hello_algo_rust::include::print_util;
|
||||
|
||||
use std::cmp::Reverse;
|
||||
use std::collections::BinaryHeap;
|
||||
|
||||
/* ヒープに基づいて配列中の最大の k 個の要素を探す */
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||||
fn top_k_heap(nums: Vec<i32>, k: usize) -> BinaryHeap<Reverse<i32>> {
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||||
// BinaryHeap は最大ヒープであり、Reverse で要素の順序を反転することで最小ヒープを実現する
|
||||
let mut heap = BinaryHeap::<Reverse<i32>>::new();
|
||||
// 配列の先頭 k 個の要素をヒープに追加
|
||||
for &num in nums.iter().take(k) {
|
||||
heap.push(Reverse(num));
|
||||
}
|
||||
// k+1 番目の要素から開始し、ヒープ長を k に保つ
|
||||
for &num in nums.iter().skip(k) {
|
||||
// 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 num > heap.peek().unwrap().0 {
|
||||
heap.pop();
|
||||
heap.push(Reverse(num));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
heap
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fn main() {
|
||||
let nums = vec![1, 7, 6, 3, 2];
|
||||
let k = 3;
|
||||
|
||||
let res = top_k_heap(nums, k);
|
||||
println!("最大の {} 個の要素は", k);
|
||||
print_util::print_heap(res.into_iter().map(|item| item.0).collect());
|
||||
}
|
||||
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