Python包含了用于min-堆的heapq模块,但我需要一个max堆。在Python中我应该使用什么来实现最大堆?


当前回答

这是一个基于heapq的简单MaxHeap实现。虽然它只适用于数值。

import heapq
from typing import List


class MaxHeap:
    def __init__(self):
        self.data = []

    def top(self):
        return -self.data[0]

    def push(self, val):
        heapq.heappush(self.data, -val)

    def pop(self):
        return -heapq.heappop(self.data)

用法:

max_heap = MaxHeap()
max_heap.push(3)
max_heap.push(5)
max_heap.push(1)
print(max_heap.top())  # 5

其他回答

允许您选择任意数量的最大或最小的项目

import heapq
heap = [23, 7, -4, 18, 23, 42, 37, 2, 8, 2, 23, 7, -4, 18, 23, 42, 37, 2]
heapq.heapify(heap)
print(heapq.nlargest(3, heap))  # [42, 42, 37]
print(heapq.nsmallest(3, heap)) # [-4, -4, 2]

我创建了一个堆包装器,它将值颠倒以创建max-heap,还为min-heap创建了一个包装器类,以使库更像oop。这是要点。有三个班级;Heap(抽象类),HeapMin和HeapMax。

方法:

isempty() -> bool; obvious
getroot() -> int; returns min/max
push() -> None; equivalent to heapq.heappush
pop() -> int; equivalent to heapq.heappop
view_min()/view_max() -> int; alias for getroot()
pushpop() -> int; equivalent to heapq.pushpop

heapq模块拥有实现maxheap所需的一切。 它只做max-heap的堆推功能。 我已在下面示范如何克服这一点

在heapq模块中添加这个函数:

def _heappush_max(heap, item):
    """Push item onto heap, maintaining the heap invariant."""
    heap.append(item)
    _siftdown_max(heap, 0, len(heap)-1)

最后加上这句话:

try:
    from _heapq import _heappush_max
except ImportError:
    pass

瞧!这是完成了。

PS -转到heapq函数。首先在编辑器中写入“import heapq”,然后右键单击“heapq”并选择转到定义。

我还需要使用max-heap,我处理的是整数,所以我只是包装了我需要的heap中的两个方法,如下所示:

import heapq


def heappush(heap, item):
    return heapq.heappush(heap, -item)


def heappop(heap):
    return -heapq.heappop(heap)

然后,我只是分别用heappush()和heappop()替换了我的heapq.heappush()和heappop()调用。

arr = [3,4,5,1,2,3,0,7,8,90,67,31,2,5,567]
# max-heap sort will lead the array to assending order
def maxheap(arr,p):
    
    for i in range(len(arr)-p):
        if i > 0:
            child = i
            parent = (i+1)//2 - 1
            
            while arr[child]> arr[parent] and child !=0:
                arr[child], arr[parent] = arr[parent], arr[child]
                child = parent
                parent = (parent+1)//2 -1
                
    
def heapsort(arr):
    for i in range(len(arr)):
        maxheap(arr,i)
        arr[0], arr[len(arr)-i-1]=arr[len(arr)-i-1],arr[0]
        
    return arr
        

print(heapsort(arr))

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