Question

我可以将最小堆定义为：

priority_queue<int, vector<int>, greater> pq;

我有一个整数流。最小堆的大小是固定值k。似乎priority_queue不能这样做。

Answer 1

如果您想使用std::priority_queue，将队列的大小限制为k元素是微不足道的。但是请注意，您需要使用最大堆，而不是最小堆，因为您需要知道是否应将新到达的值插入堆中，如果它小于当前堆中的最大值，则会发生这种情况。 / p>

class Topk {
  public:
    Topk(int k) : k_(k) {}
    void insert(int value) {
      if (q_.size() < k_) q_.push(value);
      else if (value < q_.top()) { q_.pop(); q_.push(value); }
    }
    std::vector<int> finalize() {
      std::vector<int> result(q_.size());
      while (q_.size()) {
        result[q_.size() - 1] = q_.top();
        q_.pop();
      }
      return result;
    }
  private:
    int k_;
    std::priority_queue<int> q_;
}

使用堆算法实际上并不复杂：

class Topk {
  public:
    Topk(int k) : k_(k) {}
    void insert(int value) {
      if (c_.size() < k_) {
        c_.push_back(value);
        if (c_.size() == k_) make_heap(c_.begin(), c_.end());
      }
      else if (value < c_[0]) {
        /* See note below */
        pop_heap(c_.begin(), c_.end());
        c_.back() = value;
        push_heap(c_.begin(), c_.end());
      }
    }
    std::vector<int> finalize() {
      if (c_.size() < k_)
        std::sort(c_.begin(), c_.end());
      else
        sort_heap(c_.begin(), c_end());
      std::vector<int> c;
      std::swap(c, c_);
      return std::move(c);
    }
  private:
    /* invariant: if c_.size() == k, then c_ is a maxheap. */
    int k_;
    std::vector<int> c_;
}

注意：<algorithm>不包含heap_sift_down操作，这对于此应用程序来说是不幸的; pop / swap / push操作可以用swap / sift_down替换。那仍然是O（log k），但可能会稍快一些。

Answer 2

如果您有迭代器，并且不需要异步执行，则可以使用std::vector<int> x{10, 5, 1, 2, 3}; std::partial_sort(x.begin(), x.begin() + k, x.end());。

O(nlogk)

这为前k个元素提供了大约boost::optional<>运行时复杂度。

如何使用std :: priority_queue创建固定大小的最小堆？

2 个答案: