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应用库大全总结

学Python,想必大家都是从爬虫开始的吧。毕竟网上类似的资源很丰富,开源项目也非常多。 Python学习网络爬虫主要分3个大的版块:抓取,分析,存储 当我们在浏览器中输入一个url后回...

python随机数分布random测试

python随机数分布random测试

因为概率问题,所以需要测试一下python的随机数分布。到底是平均(均匀)分布,还是正态(高斯)分布。 测试代码如下: #! /usr/bin/env python #coding=...

django配置连接数据库及原生sql语句的使用方法

前言 本文主要给大家介绍了关于django配置连接数据库及原生sql语句的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧 Django配置连接数据库: 在操作...

python打印9宫格、25宫格等奇数格 满足横竖斜相加和相等

python打印9宫格、25宫格等奇数格 满足横竖斜相加和相等

相信大家都做过九宫格的游戏,规则是要求填数字1-9在九个方格内,使横竖斜相加和相等。只填九个那可能有些简单,但是填25个,填49个,81个等奇数个那,这时候就要求我们去找其中的规律。找到...

解决python matplotlib imshow无法显示的问题

实例如下所示: import matplotlib.pyplot as plt plt.imshow(img) #控制台打印出图像对象的信息,而图像没有显示 解决方法: #引入pyl...