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Yudong Jin
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* feat(ko): add the complete Korean online edition * Use UTF-8 for Python CI output on Windows * Remove print-book promotion from the Korean site * fix(ko): preserve emphasis before Korean particles
138 lines
4.4 KiB
Python
138 lines
4.4 KiB
Python
"""
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File: my_heap.py
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Created Time: 2023-02-23
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Author: krahets ([email protected])
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"""
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import sys
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from pathlib import Path
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sys.path.append(str(Path(__file__).parent.parent))
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from modules import print_heap
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class MaxHeap:
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"""최대 힙"""
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def __init__(self, nums: list[int]):
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"""생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성"""
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# 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
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self.max_heap = nums
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# 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
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for i in range(self.parent(self.size() - 1), -1, -1):
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self.sift_down(i)
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def left(self, i: int) -> int:
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"""왼쪽 자식 노드의 인덱스 반환"""
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return 2 * i + 1
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def right(self, i: int) -> int:
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"""오른쪽 자식 노드의 인덱스 반환"""
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return 2 * i + 2
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def parent(self, i: int) -> int:
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"""부모 노드의 인덱스 반환"""
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return (i - 1) // 2 # 나눗셈의 결과를 내림한다
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def swap(self, i: int, j: int):
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"""원소 교환"""
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self.max_heap[i], self.max_heap[j] = self.max_heap[j], self.max_heap[i]
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def size(self) -> int:
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"""힙 크기 반환"""
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return len(self.max_heap)
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def is_empty(self) -> bool:
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"""힙이 비어 있는지 판단"""
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return self.size() == 0
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def peek(self) -> int:
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"""힙의 루트 원소 접근"""
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return self.max_heap[0]
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def push(self, val: int):
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"""힙에 원소 삽입"""
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# 노드 추가
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self.max_heap.append(val)
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# 아래에서 위로 힙을 재정렬한다
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self.sift_up(self.size() - 1)
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def sift_up(self, i: int):
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"""노드 i에서 시작하여 아래에서 위로 힙 재정렬"""
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while True:
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# 노드 i의 부모 노드를 구한다
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p = self.parent(i)
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# 루트 노드를 넘어가거나 노드를 수정할 필요가 없으면 힙 재정렬을 마친다
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if p < 0 or self.max_heap[i] <= self.max_heap[p]:
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break
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# 두 노드를 교환한다
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self.swap(i, p)
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# 위쪽으로 힙 재정렬을 반복한다
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i = p
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def pop(self) -> int:
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"""힙에서 원소 꺼내기"""
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# 비어 있는 경우를 처리한다
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if self.is_empty():
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raise IndexError("힙이 비어 있다")
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# 루트 노드와 가장 오른쪽 리프 노드를 교환한다(첫 원소와 마지막 원소 교환)
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self.swap(0, self.size() - 1)
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# 노드 삭제
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val = self.max_heap.pop()
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# 위에서 아래로 힙을 재정렬한다
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self.sift_down(0)
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# 힙의 루트 원소를 반환한다
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return val
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def sift_down(self, i: int):
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"""노드 i에서 시작하여 위에서 아래로 힙 재정렬"""
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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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l, r, ma = self.left(i), self.right(i), i
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if l < self.size() and self.max_heap[l] > self.max_heap[ma]:
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ma = l
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if r < self.size() and self.max_heap[r] > self.max_heap[ma]:
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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:
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break
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# 두 노드를 교환한다
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self.swap(i, ma)
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# 아래쪽으로 힙 재정렬을 반복한다
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i = ma
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def print(self):
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"""힙 출력(이진 트리)"""
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print_heap(self.max_heap)
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"""실행 코드"""
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if __name__ == "__main__":
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# 최대 힙 초기화
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max_heap = MaxHeap([9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2])
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print("\n리스트를 입력하여 힙을 구성한 후")
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max_heap.print()
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# 힙의 루트 원소 반환
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peek = max_heap.peek()
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print(f"\n힙의 루트 원소는 {peek}이다")
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# 힙에 원소 삽입
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val = 7
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max_heap.push(val)
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print(f"\n원소를 힙에 삽입한 후(원소: {val})")
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max_heap.print()
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# 힙의 루트 원소 꺼내기
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peek = max_heap.pop()
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print(f"\n힙의 루트 원소를 꺼낸 후(원소: {peek})")
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max_heap.print()
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# 힙 크기 반환
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size = max_heap.size()
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print(f"\n힙의 원소 개수는 {size}개이다")
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# 힙이 비어 있는지 판단
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is_empty = max_heap.is_empty()
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print(f"\n힙이 비어 있는가 {is_empty}")
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