logo

TechCodeview

Max Heap Pythonissa

A Max-Heap on täydellinen binääripuu, jossa kunkin sisäisen solmun arvo on suurempi tai yhtä suuri kuin kyseisen solmun lapsien arvot. Keon elementtien yhdistäminen taulukkoon on triviaalia: jos solmulle on tallennettu indeksi k, niin sen vasen lapsi tallennetaan indeksiin 2k+1 ja sen oikea lapsi hakemistossa 2k+2 .

Esimerkkejä Max Heapista:



max-kasa

Miten Max Heap esitetään?

Max Heap on täydellinen binaaripuu. Suurin kasa esitetään tyypillisesti taulukkona. Juurielementti on kohdassa Arr[0]. Alla olevassa taulukossa on i:nnen solmun muiden solmujen indeksit, eli Arr[i]:

  • Arr[(i-1)/2] Palauttaa pääsolmun.
  • Arr[(2*i)+1] Palauttaa vasemman alisolmun.
  • Arr[(2*i)+2] Palauttaa oikean lapsisolmun.

Max Heap -toiminnot:

  1. getMax() : Palauttaa Max Heapin juurielementin. Aika Tämän toimenpiteen monimutkaisuus on O(1) .
  2. ExtractMax() : Poistaa maksimielementin MaxHeapista. Tämän operaation aika monimutkaisuus on O(log n) koska tämän toiminnon on säilytettävä keon ominaisuus (kutsumalla heapify()) juuren poistamisen jälkeen.
  3. insert() : Uuden avaimen lisääminen kestää O(log n) aika. Lisäämme uuden avaimen puun loppuun. Jos uusi avain on pienempi kuin sen pääavain, meidän ei tarvitse tehdä mitään. Muussa tapauksessa meidän täytyy kulkea ylös korjataksemme rikotun kasan ominaisuuden.

Huomautus: Alla olevassa toteutuksessa indeksoimme indeksistä 1 toteutuksen yksinkertaistamiseksi.



Python


kohdista kuva css:n kanssa





# Python3 implementation of Max Heap> import> sys> class> MaxHeap:> >def> __init__(>self>, maxsize):> > >self>.maxsize>=> maxsize> >self>.size>=> 0> >self>.Heap>=> [>0>]>*> (>self>.maxsize>+> 1>)> >self>.Heap[>0>]>=> sys.maxsize> >self>.FRONT>=> 1> ># Function to return the position of> ># parent for the node currently> ># at pos> >def> parent(>self>, pos):> > >return> pos>/>/> 2> ># Function to return the position of> ># the left child for the node currently> ># at pos> >def> leftChild(>self>, pos):> > >return> 2> *> pos> ># Function to return the position of> ># the right child for the node currently> ># at pos> >def> rightChild(>self>, pos):> > >return> (>2> *> pos)>+> 1> ># Function that returns true if the passed> ># node is a leaf node> >def> isLeaf(>self>, pos):> > >if> pos>>>(>self>.size>/>/>2>)>and> pos <>=> self>.size:> >return> True> >return> False> ># Function to swap two nodes of the heap> >def> swap(>self>, fpos, spos):> > >self>.Heap[fpos],>self>.Heap[spos]>=> (>self>.Heap[spos],> >self>.Heap[fpos])> ># Function to heapify the node at pos> >def> maxHeapify(>self>, pos):> ># If the node is a non-leaf node and smaller> ># than any of its child> >if> not> self>.isLeaf(pos):> >if> (>self>.Heap[pos] <>self>.Heap[>self>.leftChild(pos)]>or> >self>.Heap[pos] <>self>.Heap[>self>.rightChild(pos)]):> ># Swap with the left child and heapify> ># the left child> >if> (>self>.Heap[>self>.leftChild(pos)]>>> self>.Heap[>self>.rightChild(pos)]):> >self>.swap(pos,>self>.leftChild(pos))> >self>.maxHeapify(>self>.leftChild(pos))> ># Swap with the right child and heapify> ># the right child> >else>:> >self>.swap(pos,>self>.rightChild(pos))> >self>.maxHeapify(>self>.rightChild(pos))> ># Function to insert a node into the heap> >def> insert(>self>, element):> > >if> self>.size>>>self>.maxsize:> >return> >self>.size>+>=> 1> >self>.Heap[>self>.size]>=> element> >current>=> self>.size> >while> (>self>.Heap[current]>>> self>.Heap[>self>.parent(current)]):> >self>.swap(current,>self>.parent(current))> >current>=> self>.parent(current)> ># Function to print the contents of the heap> >def> Print>(>self>):> > >for> i>in> range>(>1>, (>self>.size>/>/> 2>)>+> 1>):> >print>(>'PARENT : '> +> str>(>self>.Heap[i])>+> >'LEFT CHILD : '> +> str>(>self>.Heap[>2> *> i])>+> >'RIGHT CHILD : '> +> str>(>self>.Heap[>2> *> i>+> 1>]))> ># Function to remove and return the maximum> ># element from the heap> >def> extractMax(>self>):> >popped>=> self>.Heap[>self>.FRONT]> >self>.Heap[>self>.FRONT]>=> self>.Heap[>self>.size]> >self>.size>->=> 1> >self>.maxHeapify(>self>.FRONT)> > >return> popped> # Driver Code> if> __name__>=>=> '__main__'>:> > >print>(>'The maxHeap is '>)> > >maxHeap>=> MaxHeap(>15>)> >maxHeap.insert(>5>)> >maxHeap.insert(>3>)> >maxHeap.insert(>17>)> >maxHeap.insert(>10>)> >maxHeap.insert(>84>)> >maxHeap.insert(>19>)> >maxHeap.insert(>6>)> >maxHeap.insert(>22>)> >maxHeap.insert(>9>)> >maxHeap.>Print>()> > >print>(>'The Max val is '> +> str>(maxHeap.extractMax()))>

java pitkä int 
>

>

Lähtö 

The maxHeap is PARENT : 84LEFT CHILD : 22RIGHT CHILD : 19 PARENT : 22LEFT CHILD : 17RIGHT CHILD : 10 PARENT : 19LEFT CHILD : 5RIGHT CHILD : 6 PARENT : 17LEFT CHILD : 3RIGHT CHILD : 9 The Max val is 84>

Kirjastotoimintojen käyttäminen:

Käytämme kasaq luokka toteuttaa Heap Pythonissa. Oletuksena tämä luokka toteuttaa Min Heapin. Mutta kerromme jokaisen arvon -1:llä, jotta voimme käyttää sitä MaxHeapina.

Python 3

shilpa shetty




# Python3 program to demonstrate working of heapq> from> heapq>import> heappop, heappush, heapify> # Creating empty heap> heap>=> []> heapify(heap)> # Adding items to the heap using heappush> # function by multiplying them with -1> heappush(heap,>->1> *> 10>)> heappush(heap,>->1> *> 30>)> heappush(heap,>->1> *> 20>)> heappush(heap,>->1> *> 400>)> # printing the value of maximum element> print>(>'Head value of heap : '> +> str>(>->1> *> heap[>0>]))> # printing the elements of the heap> print>(>'The heap elements : '>)> for> i>in> heap:> >print>((>->1>*>i), end>=>' '>)> print>(>' '>)> element>=> heappop(heap)> # printing the elements of the heap> print>(>'The heap elements : '>)> for> i>in> heap:> >print>(>->1> *> i, end>=> ' '>)>

tee javan aikana 
>

>

Lähtö 

Head value of heap : 400 The heap elements : 400 30 20 10 The heap elements : 30 10 20>

Kirjastofunktioiden käyttäminen dunder-menetelmän kanssa numeroille, merkkijonoille, monikoille, objekteille jne

Käytämme kasaq luokka toteuttaakseen Heapsin Pythonissa. Oletuksena tämä luokka toteuttaa Min Heapin.

Jotta MaxHeap ei rajoitu vain numeroihin, vaan minkä tahansa tyyppisiin objekteihin (merkkijono, monikko, objekti jne.)

  1. Luo luettelon kohteelle Wrapper-luokka.
  2. Ohita __lt__ dunder-menetelmällä käänteisen tuloksen saamiseksi.

Seuraavassa on tässä mainitun menetelmän toteutus.

java tostring

Python 3




'''> Python3 program to implement MaxHeap Operation> with built-in module heapq> for String, Numbers, Objects> '''> from> functools>import> total_ordering> import> heapq>|_+_|