c++使用vector建立最大堆和最小堆

一、建堆

vector<int> nums = {9, 6, 2, 4, 7, 0, 1, 8, 3, 5};

1、如果使用nums構(gòu)建最大堆:

make_heap(nums.begin(), nums.end());
//或
make_heap(nums.begin(), nums.end(), less<int>());

輸出nums的結(jié)果為

9 8 2 6 7 0 1 4 3 5 

2、如果使用nums構(gòu)建最小堆:

make_heap(nums.begin(), nums.end(), greater<int>());

輸出nums的結(jié)果為

0 3 1 4 5 2 9 8 6 7 

</br>

二、調(diào)整堆

當(dāng)使用上述的make_heap()建完堆后,如果vector使用push_back()插入數(shù)據(jù)或pop_back()刪除數(shù)據(jù)后,會(huì)破壞最大堆/最小堆的性質(zhì),所以需要調(diào)整堆,常用push_heap()和pop_heap()兩個(gè)方法

1、push_heap()用法是,vector先push_back(),后push_heap():

nums.push_back(10);
push_heap(nums.begin(), nums.end(), less<int>());

輸出nums的結(jié)果:

//原vector 
9 8 2 6 7 0 1 4 3 5 
//push_back()后
9 8 2 6 7 0 1 4 3 5 10
//push_heap()后
10 9 2 6 8 0 1 4 3 5 7 

2、pop_heap()用法是,先pop_heap(),vector后pop_back():

pop_heap(nums.begin(), nums.end(), less<int>());
nums.pop_back();

輸出nums的結(jié)果:

//原vector
9 8 2 6 7 0 1 4 3 5 
//pop_heap()后
8 7 2 6 5 0 1 4 3 9 
//pop_back()后
8 7 2 6 5 0 1 4 3 
為什么pop_heap()的用法要反過(guò)來(lái)呢?

要從我們的目的來(lái)考慮,使用pop_heap()的絕大部分目的是要把堆頂元素pop出堆中,因?yàn)樗畲蠡蜃钚?。如果先用vector的pop_back(),它刪除的不是堆頂元素(nums[0]),而是vector的最后一個(gè)元素??梢?jiàn)這不是我們想要的結(jié)果:對(duì)于最大堆,最后一個(gè)元素既不是最大,也不一定是最?。粚?duì)于最小堆,最后一個(gè)元素既不是最小,也不一定是最大。pop出來(lái)沒(méi)有意義。

觀察pop_heap()對(duì)堆做了什么?

pop_heap()把堆頂元素放到了最后一位,然后對(duì)它前面的數(shù)字重建了堆。這樣一來(lái)只要再使用pop_back()把最后一位元素刪除,就得到了新的堆。

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