python实现最大优先队列

系统 534 0

本文实例为大家分享了python实现最大优先队列的具体代码,供大家参考,具体内容如下

说明: 为了增强可复用性,设计了两个类,Heap类和PriorityQ类,其中PriorityQ类继承Heap类,从而达到基于最大堆实现最大优先队列。

            
#! /usr/bin/env python
#coding=utf-8

class Heap(object):
  #求给定下标i的父节点下标
  def Parent(self, i):
    if i%2==0:
      return i/2 - 1
    else:
      return i/2
  #求给定下标i的左孩子下标
  def Left(self, i):
    return 2*i+1
  #求给定下标i的右孩子下标
  def Right(self, i):
    return 2*i+2
  #维护堆的性质:遵循最大堆
  def MaxHeapify(self, a, i, heap_size):
    l=self.Left(i)
    r=self.Right(i)
    largest = i
    if l
            
              a[largest]:#下标从0~heap_size-1
      largest=l
    if r
              
                a[largest]:
      largest=r
    if largest!=i:#若当前节点不是最大的,下移
      a[i], a[largest] = a[largest], a[i]#交换a[i]和a[largest]
      self.MaxHeapify(a, largest, heap_size)#追踪下移的节点
  #建堆 
  def BuildMaxHeap(self, a):
    heap_size=len(a)
    for i in range(heap_size/2 - 1, -1, -1):#从最后一个非叶节点开始调整
      #a[heap_size/2 - 1]~a[0]都是非叶节点,其他的是叶子节点
      self.MaxHeapify(a, i, heap_size)
  #堆排序算法  
  def HeapSort(self, a):
    heap_size=len(a)
    '''step1:初始化堆,将a[0...n-1]构造为堆(堆顶a[0]为最大元素)'''
    self.BuildMaxHeap(a)
    for i in range(len(a)-1, 0, -1):
      #print a
      '''step2:将当前无序区的堆顶元素a[0]与该区间最后一个记录交换
        得到新的无序区a[0...n-2]和新的有序区a[n-1],有序区的范围从
        后往前不断扩大,直到有n个'''
      a[0], a[i] = a[i], a[0]#每次将剩余元素中的最大者放到最后面a[i]处 
      heap_size -= 1
      '''step3:为避免交换后新的堆顶违反堆的性质,因此将新的无序区调整为新
        的堆'''
      self.MaxHeapify(a, 0, heap_size)


#最大优先队列的实现
class PriorityQ(Heap):
  #返回具有最大键字的元素
  def HeapMaximum(self, a):
    return a[0]
  #去掉并返回具有最大键字的元素
  def HeapExtractMax(self, a):
    heap_size=len(a)
    #if heap_size<0:
    #  error "heap underflow"
    if heap_size>0:
      max=a[0]
      a[0]=a[heap_size-1]
      #heap_size -= 1 #该处不对,并没有真正实现数组长度减一
      del a[heap_size-1]#!!!!!!
      self.MaxHeapify(a, 0, len(a))
      return max
  #将a[i]处的关键字增加到key
  def HeapIncreaseKey(self, a, i, key):
    if key
                
                  0 and a[self.Parent(i)]
                
                
                
              
            
          

测试结果:

            
BigHeap1: [100, 98, 23, 89, 34, -5, 6, 11, 0, 2, 4] 
Maximun: 100 
ExtractMax: 100 
BigHeap2: [98, 89, 23, 11, 34, -5, 6, 4, 0, 2] 
new key is smaller than current one 
[98, 89, 23, 11, 34, -5, 6, 4, 0, 2] 
[98, 89, 30, 11, 34, -5, 6, 4, 0, 2] 
[100, 98, 30, 11, 89, -5, 6, 4, 0, 2, 34]
          

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。


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