从堆中删除元素

时间:2013-10-31 07:41:53

标签: c++ algorithm data-structures heap heapsort

我做了一堆。如果我的删除功能出现了一些微妙的错误,我很好奇:

int Heap::remove() {
    if (n == 0)
        exit(1);

    int temp = arr[0];
    arr[0] = arr[--n];
    heapDown(0);
    arr[n] = 0;

    return temp;
}

void Heap::heapDown(int i)
{
    int l = left(i);
    int r = right(i);
    // comparing parent to left/right child
    // each has an inner if to handle if the first swap causes a second swap
    //  ie    1   ->   3   ->   5
    //      3   5    1   5    1   3

    if (l < n && arr[i] < arr[l])
    {
        swap(arr[i], arr[l]);
        heapDown(l);

        if (r < n && arr[i] < arr[r])
        {
            swap(arr[i], arr[r]);
            heapDown(r);
        }
    }
    else if (r < n && arr[i] < arr[r]) 
    {
        swap(arr[i], arr[r]);
        heapDown(r);

        if (l < n && arr[i] < arr[l])
        {
            swap(arr[i], arr[l]);
            heapDown(l);
        }
    }
}

这是我的输出

i1i2i3i4i5i6i7
p
Active heap: 7 4 6 1 3 2 5

r
Removed 7
r
Removed 6
p
Active heap: 5 3 4 1 2

这是我老师的样本输出:

p
Active heap : 7 4 6 1 3 2 5
r   
Removed 7
r
Removed 6
p
Active heap : 5 4 2 1 3
s
Heapsorted : 1 2 3 4 5

虽然我们的输出是完全不同的,但我似乎确实保持了最大化的原则,即所有节点都是朝向所有节点的父节点&gt;孩子(在每种情况下我都试过)。我尝试从头开始做这样的algs,所以也许我只是做了一些非常奇怪和错误的事情(如果它是&gt; O(lg n),我只会认为它是“错误的”,因为删除是为了堆) 。我的删除有什么特别“错误”吗?谢谢,

http://ideone.com/PPh4eQ

1 个答案:

答案 0 :(得分:3)

首先,我假设您的意思是除了您不需要它之外,因为我们在C ++标准库中设置了整个堆管理功能,包括make_heap,push_heap,pop_heap甚至sort_heap。

那就是说,我想我知道你的问题是什么。您的堆中有不必要的元素移动。它处理堆上的交换算法:同样的问题在左侧和右侧都是值得注意的,所以我将展示第一个:

if (l < n && arr[i] < arr[l])
{
    swap(arr[i], arr[l]);
    heapDown(l);

    if (r < n && arr[i] < arr[r])
    {
        swap(arr[i], arr[r]);
        heapDown(r);
    }
}

此处的逻辑对于最小运动不是最佳的。被推下的元素的“较小”状态必须属于两个基本类别之一,并且每个类别都采取不同的行动:

  1. 元素不小于 左或右。什么都不做。
  2. 该元素小于 左或右,仅与最大交换,然后向下驱动 该子树。
  3. 该列表中的#2是代码中的问题。你交换较小的,然后更大的,如果项目&lt;左&lt;对。我希望这很清楚。如果你想要一个提议来修复你的逻辑,我可以提供一个,但我想如果你理解我上面描述的内容你就可以掌握它。


    <强>扰流

    void Heap::heapDown(int i)
    {
        int l = left(i);
        int r = right(i);
        int x = 0;
    
        if (l < n && arr[i] < arr[l])
        {
            x = l;
            if (r < n && arr[l] < arr[r])
                x = r;
        }
    
        else if (r < n && arr[i] < arr[r])
            x = r;
    
        if (x != 0)
        {
            swap(arr[i], arr[x]);
            heapDown(x);
        }
    }
    

    请注意:;如果不明显,这就是尾递归的定义,因此可以很容易地转换成一个简单的迭代循环。