Question

我正在寻找像stl（push_heap，pop_heap，make_heap中的算法一样的算法，除非能够有效地弹出最小值和最大值。 AKA双端优先级队列。如上所述here。

双端优先级队列的任何干净实现也可以作为替代方案，但是这个问题主要是关于MinMax Heap的实现。

我的google-fu并不富有成效，但肯定存在吗？

Answer 1

是否有理由不能使用std::set？听起来像这样，以及一些用于访问和删除set::begin()和--set::end()的包装器将解决问题。我想很难找到通常可以比默认的set实现更快的MinMax Heap的东西。

Answer 2

我找不到任何好的实现，但是因为没有其他任何人可以猜测你将自己编写，在这种情况下我会为你提供一些方便的参考。

一篇似乎没有人提到的论文是Min-Max-Heaps的原始命题：

http://www.cs.otago.ac.nz/staffpriv/mike/Papers/MinMaxHeaps/MinMaxHeaps.pdf

我已经从本文中实现了两次最小 - 最大堆（不是在C中）并且发现它相当简单。

我从未实施的改进是Min-Max-Fine-Heap。我在一个普通的旧堆上找不到任何好文章或参考文献，但我确实在min-max-fine-heap上找到了一个，显然效果更好：

http://arxiv.org/ftp/cs/papers/0007/0007043.pdf

Answer 3

我的google-fu让我想到了这个：

Header file

Implementation file

Example

Answer 4

如果您正在寻找算法实现，请直接尝试Google Code Search。

Answer 5

不确定这是否正是您正在寻找的，但这是我在大学期间创建的MinMax堆。这是一个大型项目的一部分，因此，对于测量性能的“秒表”类有一个无关的参考。我不包括这个课，因为这不是我的工作。剥离它并不难，所以我将其引用保留原样。

snipplr

上的代码

要使用，只需使用您要使用的任何类型创建堆的新实例。（注意，自定义类型需要重载比较运算符）。创建该类型的数组，然后将其传递给构造函数，并指定当前数组大小以及最大值。这个实现仅在传递的数组之上工作，因为这是我唯一需要的东西，但是你拥有实现push和pop方法所需的一切。

Answer 6

很抱歉冗长的代码，但它工作正常，除了它可能会复杂阅读，可能包含一些不必要的变量，我没有上传插入功能。使用它作为包括.h 文件。

#include <math.h>
#define bool int
#define true 1
#define false 0
#define Left(i) (2 * (i))
#define Right(i) (2 * (i) + 1)
#define Parent(i) ((i) / 2)

void TrickleDown(int* A, int n)
{
    int i;
    for (i = 1; i <= n / 2; i++)
    {

        if (isMinLevel(i, n) == true)
            TrickleDownMin(A, i, n);
        else
            TrickleDownMax(A, i, n);
        Print(A, n);
        printf("i = %d\n", i);
    }
}

int isMinLevel(int i, int n)//i is on min level or not
{
    int h = 2;
    if (i == 1)
        return true;
    while (true)
    {
        if (i >= pow(2, h) && i <= pow(2, h + 1) - 1)
            return true;
        else if (i > n || i < pow(2, h))
            return false;
        h += 2;
    }
}

void swap(int* a, int* b)
{
    *a ^= *b;
    *b ^= *a;
    *a ^= *b;
}

void TrickleDownMin(int* A, int i, int n)
{
    int m, lc, rc, mc, lclc, lcrc, mlc, rclc, rcrc, mrc;
    int child;
    lc = Left(i);
    if (lc > n) // A[i] has no children
        return;
    else
    {
        rc = Right(i);
        mc = rc > n ? lc : (A[lc] > A[rc]) ? rc : lc;
        child = true; // keep tracking m comes from children or grandchildren
        // m = smallest of children and grand children
        lclc = Left(lc);
        if (lclc <= n)
        {
            lcrc = Right(lc);
            mlc = lcrc > n ? lclc :(A[lclc] > A[lcrc]) ? lcrc : lclc;
            mc = mlc > mc ? mc : mlc;
            if (mc == mlc)
                child = false;
        }
        rclc = Left(rc);
        if (rclc <= n)
        {
            rcrc = Right(rc);
            mrc = rcrc > n ? rclc : (A[rclc] > A[rcrc]) ? rcrc : rclc;
            mc = mrc > mc ? mc : mrc;
            if (mc == mrc)
                child = false;
        }
        m = mc;
        if (!child)//m is one of the child of i
        {
            if (A[m] < A[i])
            {
                swap(&A[m], &A[i]);
                if (A[m] > A[Parent(m)])
                    swap(&A[m], &A[Parent(m)]);
                TrickleDownMin(A, i, m);
            }
        }
        else    //m is child of i
        {
            if (A[m] < A[i])
                swap(&A[i], &A[m]);
        }

    }
}

void TrickleDownMax(int* A, int i, int n)
{
    int m, lc, rc, mc, lclc, lcrc, mlc, rclc, rcrc, mrc;
    int child;
    lc = Left(i);
    if (lc > n)//A[i] has no children
        return;
    else
    {
        rc = Right(i);
        mc = rc > n ? lc : (A[lc] < A[rc]) ? rc : lc;
        child = true; //keep tracking m comes from choldren or grandchildren
        //m = greatest of children and grand children
        lclc = Left(lc);
        if (lclc <= n)
        {
            lcrc = Right(lc);
            mlc = lcrc < n ? lclc : (A[lclc] < A[lcrc]) ? lcrc : lclc;
            mc = mlc < mc ? mc : mlc;
            if (mc == mlc)
                child = false;
        }
        rclc = Left(rc);
        if (rclc <= n)
        {
            rcrc = Right(rc);
            mrc = rcrc < n ? rclc : (A[rclc] < A[rcrc]) ? rcrc : rclc;
            mc = mrc < mc ? mc : mrc;
            if (mc == mrc)
                child = false;
        }
        m = mc;
        if (!child)//m is one of the child of i
        {
            if (A[m] > A[i])
            {
                swap(&A[m], &A[i]);
                if (A[m] < A[Parent(m)])
                    swap(&A[m], &A[Parent(m)]);
                TrickleDownMax(A, i, m);
            }
        }
        else      //m is child of i
        {
            if (A[m] > A[i])
                swap(&A[i], &A[m]);
        }

    }
}

void Print(int* a, int n)
{
    int i;
    for (i = 1; i < n + 1; i++)
    {
        printf("%d  ", a[i]);
    }

}

int DeleteMin(int* A, int n)
{
    int min_index = 1;
    int min = A[1];
    swap(&A[min_index], &A[n]);
    n--;
    TrickleDown(A, n);
    return min;
}

int DeleteMax(int* A, int n)
{
    int max_index, max;
    max_index = n < 3 ? 2 : (A[2] > A[3]) ? 2 : 3;
    max = A[max_index];
    swap(&A[max_index], &A[n]);
    n--;
    TrickleDown(A, n);
    return max;
}

是否有C ++ MinMax Heap实现？

6 个答案: