Question

例如，Python中的collections.Count.most_common函数使用heapq模块返回文件中最常用单词的计数。

我已经跟踪了heapq.py文件，但是我在理解如何创建/更新关于单词的堆时遇到了一些麻烦。

因此，我认为理解它的最好方法是弄清楚如何从头开始创建堆。

有人可以提供伪代码来创建代表字数的堆吗？

Answer 1

在Python 2.X和3.x中，堆通过可导入的库heapq来支持。它提供了许多函数来处理在Python列表中建模的堆数据结构。示例：

>>> from heapq import heappush, heappop
>>> heap = []
>>> data = [1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0]
>>> for item in data:
        heappush(heap, item)

>>> ordered = []
>>> while heap:
        ordered.append(heappop(heap))

>>> ordered
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> data.sort()
>>> data == ordered
True

您可以在heap python docs中找到有关堆功能的更多信息：heappush, heappop, heappushpop, heapify, heapreplace。

Answer 2

这是基于Sedgewick

的另一种变体

堆在数组内部表示，如果节点位于k，则它的子节点为2 * k且2 * k + 1.数组的第一个元素未被使用，以使数学更方便。

要向堆中添加新元素，请将其附加到数组的末尾，然后重复调用swim，直到新元素在堆中找到它的位置。

要删除根，请将其与数组中的最后一个元素交换，删除它，然后调用接收器，直到交换的元素找到它的位置。

swim(k):
  while k > 1 and less(k/2, k):
    exch(k, k/2)
    k = k/2

sink(k):
  while 2*k <= N:
    j = 2*k
    if j < N and less(j, j+1):
      j++
    if not less(k, j):
      break
    exch(k, j)
    k = j

这里是堆插入的可视化，插入字母的前15个字母：[a-o]

heap insert visualization

Answer 3

这是稍微修改过的代码版本：http://code.activestate.com/recipes/577086-heap-sort/

def HeapSort(A,T):
    def heapify(A):
        start = (len(A) - 2) / 2
        while start >= 0:
            siftDown(A, start, len(A) - 1)
            start -= 1

    def siftDown(A, start, end):
        root = start
        while root * 2 + 1 <= end:
            child = root * 2 + 1
            if child + 1 <= end and T.count(A[child]) < T.count(A[child + 1]):
                child += 1
            if child <= end and T.count(A[root]) < T.count(A[child]):
                A[root], A[child] = A[child], A[root]
                root = child
            else:
                return

    heapify(A)
    end = len(A) - 1
    while end > 0:
        A[end], A[0] = A[0], A[end]
        siftDown(A, 0, end - 1)
        end -= 1


if __name__ == '__main__':
    text = "the quick brown fox jumped over the the quick brown quick log log"
    heap = list(set(text.split()))
    print heap

    HeapSort(heap,text)
    print heap

输出

['brown', 'log', 'jumped', 'over', 'fox', 'quick', 'the']
['jumped', 'fox', 'over', 'brown', 'log', 'the', 'quick']

您可以在此处查看该程序 http://goo.gl/2a9Bh

Answer 4

您的困惑可能是由于Python模块heapq并没有不使用自己的方法将堆定义为数据 type （一个类）（例如，在deque或list中）。相反，它提供了可以在Python list上运行的功能。

最好将heapq视为一个提供一组算法（方法）的模块，以将列表解释为堆并进行相应的操作。请注意，内部使用represent heaps作为arrays（作为抽象数据结构）是很常见的，并且Python已经具有满足该目的的列表，因此heapq仅提供操作方法是有意义的列为堆。

让我们看一个例子。从一个简单的Python列表开始：

>>> my_list = [2, -1, 4, 10, 0, -20]

要使用heapq中的my_list创建一个堆，我们只需要调用heapify即可，它只需重新排列列表的元素即可形成最小堆：

>>> import heapq
>>> # NOTE: This returns NoneType:
>>> heapq.heapify(my_list)

请注意，由于所有heapify完成的操作都是更改value referenced by my_list，因此您仍然可以访问堆下面的列表：

>>> my_list
[-20, -1, 2, 10, 0, 4]

从my_list所拥有的堆中弹出元素：

>>> [heapq.heappop(my_list) for x in range(len(my_list))]
[-20, -1, 0, 2, 4, 10]

了解如何在Python中创建堆

4 个答案: