Python数据结构与算法之完全树与最小堆实例

Python  /  管理员 发布于 7年前   169

本文实例讲述了Python数据结构与算法之完全树与最小堆。分享给大家供大家参考，具体如下：

# 完全树 最小堆class CompleteTree(list):  def siftdown(self,i):    """ 对一颗完全树进行向下调整，传入需要向下调整的节点编号i    当删除了最小的元素后，当新增加一个数被放置到堆顶时，    如果此时不符合最小堆的特性，则需要将这个数向下调整，直到找到合适的位置为止"""    n = len(self)    # 当 i 节点有儿子（至少是左儿子时），并且有需要调整时，循环执行    t = 0    while i*2+1<n:      # step 1：从当前结点，其左儿子，其右儿子中找到最小的一个，将其编号传给t      if self[i] > self[i*2+1]:        t = i*2+1      else: t = i      # 如果有右儿子，则再对右儿子进行讨论      if i*2+2<n:        if self[t] > self[i*2+2]: t = i*2+2      # step 2：把最小的结点中的元素和结点i的元素交换      if t != i:        self[t],self[i] = self[i],self[t]        i = t  # 更新i为刚才与它交换的儿子结点的编号，以便接下来继续向下调整      else:        break  # 说明当前父结点已经比两个子结点要小，结束调整  def siftup(self,i):    """ 对一棵完全树进行向上调整，传入一个需要向上调整的结点编号i      当要添加一个新元素后，对堆底（最后一个）元素进行调整 """    if i==0: return    n = len(self)    if i < 0: i += n    # 注意，由于堆的特性，不需要考虑左儿子结点的情况    # 由于父结点绝对比子结点小所以只需要比较一次    while i!=0:      if self[i]<self[(i-1)/2]:        self[i],self[(i-1)/2] = self[(i-1)/2],self[i]      else:        break      i = (i-1)/2   # 更新i为其父结点编号，从而便于下一次继续向上调整  def shufflePile(self):    """ 在当前状态下，对树调整使其成为一个堆 """    # 从"堆底"往"堆顶"进行向下调整，使得最小的元素不断上升    # 这样可以使得i结点以下的堆是局部最小堆    for i in range((len(self)-2)/2,-1,-1):  # n/2,...,0      self.siftdown(i)  def deleteMin(self):    """ 删除最小元素 """    t = self[0]   # 用一个临时变量记录堆顶点的    self[0] = self[-1] # 将堆的最后一个点赋值到堆顶    self.pop()   # 删除最后一个元素    self.siftdown(0)  # 向下调整    return t  def heapsort(self):    """ 对堆中元素进行堆排序操作 """    n = len(self)    s = []    while n>0:      s.append(self.deleteMin())      n -= 1    # 由于堆中的元素已全部弹出，将排序好的元素拼接到原来的堆中    self.extend(s)if __name__=="__main__":  a = [99,5,36,7,22,17,92,12,2,19,25,28,1,46]  ct = CompleteTree(a)  print ct>>> [99, 5, 36, 7, 22, 17, 92, 12, 2, 19, 25, 28, 1, 46]  ct.shufflePile()  print ct>>> [1, 2, 17, 5, 19, 28, 46, 12, 7, 22, 25, 99, 36, 92]  s = ct.heapsort()  print ct>>> [1, 2, 5, 7, 12, 17, 19, 22, 25, 28, 36, 46, 92, 99]

更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题：《Python数据结构与算法教程》、《Python加密解密算法与技巧总结》、《Python编码操作技巧总结》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》及《Python入门与进阶经典教程》

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。