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JavaScript
/**
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* File: my_heap.js
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* Created Time: 2023-02-06
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* Author: what-is-me ([email protected])
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*/
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const { printHeap } = require('../modules/PrintUtil');
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/* 최대 힙 클래스 */
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class MaxHeap {
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#maxHeap;
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/* 생성자: 빈 힙을 만들거나 입력 리스트로 힙을 구성한다 */
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constructor(nums) {
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// 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
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this.#maxHeap = nums === undefined ? [] : [...nums];
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// 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
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for (let i = this.#parent(this.size() - 1); i >= 0; i--) {
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this.#siftDown(i);
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}
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}
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/* 왼쪽 자식 노드의 인덱스 반환 */
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#left(i) {
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return 2 * i + 1;
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}
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/* 오른쪽 자식 노드의 인덱스 반환 */
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#right(i) {
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return 2 * i + 2;
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}
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/* 부모 노드의 인덱스 반환 */
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#parent(i) {
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return Math.floor((i - 1) / 2); // 나눗셈의 결과를 내림한다
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}
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/* 원소 교환 */
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#swap(i, j) {
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const tmp = this.#maxHeap[i];
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this.#maxHeap[i] = this.#maxHeap[j];
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this.#maxHeap[j] = tmp;
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}
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/* 힙 크기 반환 */
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size() {
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return this.#maxHeap.length;
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}
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/* 힙이 비어 있는지 판단 */
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isEmpty() {
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return this.size() === 0;
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}
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/* 힙의 루트 원소 접근 */
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peek() {
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return this.#maxHeap[0];
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}
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/* 힙에 원소 삽입 */
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push(val) {
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// 노드 추가
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this.#maxHeap.push(val);
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// 아래에서 위로 힙을 재정렬한다
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this.#siftUp(this.size() - 1);
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}
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/* 노드 i에서 시작하여 아래에서 위로 힙 재정렬 */
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#siftUp(i) {
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while (true) {
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// 노드 i의 부모 노드를 구한다
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const p = this.#parent(i);
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// 루트 노드를 넘어가거나 노드를 수정할 필요가 없으면 힙 재정렬을 마친다
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if (p < 0 || this.#maxHeap[i] <= this.#maxHeap[p]) break;
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// 두 노드를 교환한다
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this.#swap(i, p);
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// 위쪽으로 힙 재정렬을 반복한다
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i = p;
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}
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}
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/* 힙에서 원소 꺼내기 */
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pop() {
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// 비어 있는 경우를 처리한다
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if (this.isEmpty()) throw new Error('힙이 비어 있다');
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// 루트 노드와 가장 오른쪽 리프 노드를 교환한다(첫 원소와 마지막 원소 교환)
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this.#swap(0, this.size() - 1);
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// 노드 삭제
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const val = this.#maxHeap.pop();
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// 위에서 아래로 힙을 재정렬한다
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this.#siftDown(0);
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// 힙의 루트 원소를 반환한다
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return val;
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}
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/* 노드 i에서 시작하여 위에서 아래로 힙 재정렬 */
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#siftDown(i) {
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while (true) {
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// 노드 i, l, r 중 값이 가장 큰 노드를 찾아 ma로 표시한다
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const l = this.#left(i),
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r = this.#right(i);
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let ma = i;
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if (l < this.size() && this.#maxHeap[l] > this.#maxHeap[ma]) ma = l;
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if (r < this.size() && this.#maxHeap[r] > this.#maxHeap[ma]) ma = r;
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// 노드 i의 값이 가장 크거나 인덱스 l, r이 범위를 벗어나면 힙을 더 재정렬할 필요가 없으므로 종료한다
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if (ma === i) break;
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// 두 노드를 교환한다
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this.#swap(i, ma);
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|
// 아래쪽으로 힙 재정렬을 반복한다
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i = ma;
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}
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}
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/* 힙 출력(이진 트리) */
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print() {
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printHeap(this.#maxHeap);
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}
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/* 힙의 원소를 반환한다 */
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getMaxHeap() {
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return this.#maxHeap;
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}
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}
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/* 실행 코드 */
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if (require.main === module) {
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/* 최대 힙 초기화 */
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const maxHeap = new MaxHeap([9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2]);
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console.log('\n리스트를 입력하여 힙을 구성한 후');
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maxHeap.print();
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/* 힙의 루트 원소 반환 */
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let peek = maxHeap.peek();
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console.log(`\n힙의 루트 원소: ${peek}`);
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/* 힙에 원소 삽입 */
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let val = 7;
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maxHeap.push(val);
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console.log(`\n원소를 힙에 삽입한 후(원소: ${val})`);
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maxHeap.print();
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/* 힙의 루트 원소 꺼내기 */
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peek = maxHeap.pop();
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console.log(`\n힙의 루트 원소를 꺼낸 후(원소: ${peek})`);
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|
maxHeap.print();
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/* 힙 크기 반환 */
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let size = maxHeap.size();
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console.log(`\n힙의 원소 개수: ${size}`);
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/* 힙이 비어 있는지 판단 */
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let isEmpty = maxHeap.isEmpty();
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|
console.log(`\n힙이 비어 있는가: ${isEmpty}`);
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}
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module.exports = {
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MaxHeap,
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};
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