【C++】数组模拟堆操作 AcWing 839. 模拟堆(算法基础课笔记)


前言
你好啊,我最近在学acwing的算法基础课,备战蓝桥杯,如果你也是一样的话,欢迎一起学习~


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一、题目

1、题目

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二、思路

1、idx 理解

idx总是++操作,一直移动,可以把idx理解为一个结点,为插入删除操作做铺垫。

2、swap he[] ph[] 理解

he[]ph[]是互逆的俩个指针,创建这俩个指针用于维护k和idx的映射关系,为任意删除和插入操作做铺垫,如果不删和插入除特定的点 就无需创建
swap图解
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swap操作后就会变成
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// 交换两个点,及其映射关系  
void heap_swap(int a,int b) {
    
    
    swap(ph[hp[a]],ph[hp[b]]);
    swap(hp[a],hp[b]);
    swap(h[a],h[b]);
    //由于// h,hp,ph之间两两存在映射关系 
    //所以交换语句顺序的不同对结果并不会产生影响★
    //理解不了 也很好背 顺序可以不同
}

3、up和down

直接看代码吧↓


//将下标为u的结点往上调整
void down(int u) {
    
    //代码中的down(1):不是往上调整一格哦
    int t = u;
    if (u * 2 <= siz && h[u * 2] < h[t]) {
    
    
        t = u * 2;//比左儿子
    }
    if (u * 2 + 1 <= siz && h[u * 2 + 1] < h[t]) {
    
    
        t = u * 2 + 1;//比右儿子
    }
    if (u != t) {
    
    //如果不需要调整则不需要swap
        heap_swap(u, t);
        down(t);//递归做
    } 
}

//将下标为u的结点往上调整  O(log n)
void up(int u) {
    
    
    //判断于父结点的关系
    while (u / 2 && h[u / 2] > h[u]) {
    
    
        heap_swap(u / 2, u);
        u /= 2;
    }
}

4、删除和插入操作

插入操作:
在堆这个数据结构中,数据的插入都是插入到堆尾,然后再up

删除操作:

  1. 找到第idx个插入元素在堆数组中的位置(堆数组下标)
  2. 与堆尾元素交换
  3. 在原来第idx个元素所在的位置进行down和up操作。

三、AC代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string.h>
using namespace std;
const int N = 100010;
int h[N];//堆
int ph[N], hp[N];
//俩个互逆的指针 相互存在映射关系用于删除和修改操作
int siz;//保存数据的个数 由于和编译器关键字发生冲突size取名为siz


// 交换两个点,及其映射关系  
void heap_swap(int a,int b) {
    
    
    swap(ph[hp[a]],ph[hp[b]]);
    swap(hp[a],hp[b]);
    swap(h[a],h[b]);
    //由于// h,hp,ph之间两两存在映射关系 
    //所以交换语句顺序的不同对结果并不会产生影响
    //理解不了 也很好背 顺序可以不同
}

//将下标为u的结点往上调整
void down(int u) {
    
    //代码中的down(1):不是往上调整一格哦
    int t = u;
    if (u * 2 <= siz && h[u * 2] < h[t]) {
    
    
        t = u * 2;//比左儿子
    }
    if (u * 2 + 1 <= siz && h[u * 2 + 1] < h[t]) {
    
    
        t = u * 2 + 1;//比右儿子
    }
    if (u != t) {
    
    //如果不需要调整则不需要swap
        heap_swap(u, t);
        down(t);//递归做
    } 
}

//将下标为u的结点往上调整  O(log n)
void up(int u) {
    
    
    //判断于父结点的关系
    while (u / 2 && h[u / 2] > h[u]) {
    
    
        heap_swap(u / 2, u);
        u /= 2;
    }
}

int main () {
    
    
    int n, m = 0;
    scanf("%d", &n);
    while (n --) {
    
    
        char op[10];
        int k, x;
        scanf("%s", op);
        if (!strcmp(op,"I")) {
    
    
            scanf("%d", &x);
            siz++;
            m++;
            ph[m] = siz, hp[siz] = m;
            h[siz] = x;
            up(siz);
        }
        else if (!strcmp(op,"PM")) {
    
    
            printf("%d\n", h[1]);
        }
        else if (!strcmp(op,"DM")) {
    
    
            heap_swap(1, siz);
            siz--;
            down(1);
        }
        else if (!strcmp(op,"D")) {
    
    
            scanf("%d", &k);
            k = ph[k];
            heap_swap(k, siz);
            siz--;
            down(k), up(k);//只会执行down or up其中一个
        }
        else {
    
    
            scanf("%d%d", &k, &x);
            k = ph[k];
            h[k] = x;
            down(k), up(k);//只会执行down or up其中一个
        }
    }
    return 0;
}

四、总结

学数据结构 最主要的还是要画图,先画一遍,代码自然就能够写了。

结尾:

感谢你能看完,希望对你有帮助 ,如有错误欢迎指正,码字不易,给个赞呗 在这里插入图片描述

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