python计算最小优先级队列代码分享

yipeiwu_com6年前Python基础

复制代码 代码如下:

# -*- coding: utf-8 -*-

class Heap(object):

    @classmethod
    def parent(cls, i):
        """父结点下标"""
        return int((i - 1) >> 1);

    @classmethod
    def left(cls, i):
        """左儿子下标"""
        return (i << 1) + 1;

    @classmethod
    def right(cls, i):
        """右儿子下标"""
        return (i << 1) + 2;

class MinPriorityQueue(list, Heap):

    @classmethod
    def min_heapify(cls, A, i, heap_size):
        """最小堆化A[i]为根的子树"""
        l, r = cls.left(i), cls.right(i)
        if l < heap_size and A[l] < A[i]:
            least = l
        else:
            least = i
        if r < heap_size and A[r] < A[least]:
            least = r
        if least != i:
            A[i], A[least] = A[least], A[i]
            cls.min_heapify(A, least, heap_size)

    def minimum(self):
        """返回最小元素,伪码如下:
        HEAP-MINIMUM(A)
        1  return A[1]

        T(n) = O(1)
        """
        return self[0]

    def extract_min(self):
        """去除并返回最小元素,伪码如下:
        HEAP-EXTRACT-MIN(A)
        1  if heap-size[A] < 1
        2    then error "heap underflow"
        3  min ← A[1]
        4  A[1] ← A[heap-size[A]] // 尾元素放到第一位
        5  heap-size[A] ← heap-size[A] - 1 // 减小heap-size[A]
        6  MIN-HEAPIFY(A, 1) // 保持最小堆性质
        7  return min

        T(n) = θ(lgn)
        """
        heap_size = len(self)
        assert heap_size > 0, "heap underflow"
        val = self[0]
        tail = heap_size - 1
        self[0] = self[tail]
        self.min_heapify(self, 0, tail)
        self.pop(tail)
        return val

    def decrease_key(self, i, key):
        """将i处的值减少到key,伪码如下:
        HEAP-DECREASE-KEY(A, i, key)
        1  if key > A[i]
        2    then error "new key is larger than current key"
        3  A[i] ← key
        4  while i > 1 and A[PARENT(i)] > A[i] // 不是根结点且父结点更大时
        5    do exchange A[i] ↔ A[PARENT(i)] // 交换两元素
        6       i ← PARENT(i) // 指向父结点位置

        T(n) = θ(lgn)
        """
        val = self[i]
        assert key <= val, "new key is larger than current key"
        self[i] = key
        parent = self.parent
        while i > 0 and self[parent(i)] > self[i]:
            self[i], self[parent(i)] = self[parent(i)], self[i]
            i = parent(i)

    def insert(self, key):
        """将key插入A,伪码如下:
        MIN-HEAP-INSERT(A, key)
        1  heap-size[A] ← heap-size[A] + 1 // 对元素个数增加
        2  A[heap-size[A]] ← +∞ // 初始新增加元素为+∞
        3  HEAP-DECREASE-KEY(A, heap-size[A], key) // 将新增元素减少到key

        T(n) = θ(lgn)
        """
        self.append(float('inf'))
        self.decrease_key(len(self) - 1, key)

if __name__ == '__main__':
    import random

    keys = range(10)
    random.shuffle(keys)
    print(keys)

    queue = MinPriorityQueue() # 插入方式建最小堆
    for i in keys:
        queue.insert(i)
    print(queue)

    print('*' * 30)

    for i in range(len(queue)):
        val = i % 3
        if val == 0:
            val = queue.extract_min() # 去除并返回最小元素
        elif val == 1:
            val = queue.minimum() # 返回最小元素
        else:
            val = queue[1] - 10
            queue.decrease_key(1, val) # queue[1]减少10
        print(queue, val)

    print([queue.extract_min() for i in range(len(queue))])

相关文章

Python 遍历列表里面序号和值的方法(三种)

Python 遍历列表里面序号和值的方法(三种)

三种遍历列表里面序号和值的方法: 最近学习python这门语言,感觉到其对自己的工作效率有很大的提升,特在情人节这一天写下了这篇博客,下面废话不多说,直接贴代码 #!/usr/bin...

在Python中使用__slots__方法的详细教程

正常情况下,当我们定义了一个class,创建了一个class的实例后,我们可以给该实例绑定任何属性和方法,这就是动态语言的灵活性。先定义class: >>> cla...

OpenCV+Python识别车牌和字符分割的实现

OpenCV+Python识别车牌和字符分割的实现

本篇文章主要基于python语言和OpenCV库(cv2)进行车牌区域识别和字符分割,开篇之前针对在python中安装opencv的环境这里不做介绍,可以自行安装配置! 车牌号检测需要大...

总结python实现父类调用两种方法的不同

总结python实现父类调用两种方法的不同

python中有两种方法可以调用父类的方法: super(Child, self).method(args)  Parent.method(self, args) 我用其中的一...

Python 实现淘宝秒杀的示例代码

新手学习Python,之前在网上看见一位朋友写的40行Python代码搞定京东秒杀,想在淘宝上帮女朋友抢玩偶,所以就照猫画虎的写了下淘宝的秒杀脚本,经自己实验可行。直接上代码: #-...