python实现最大优先队列

 更新时间:2019年08月29日 10:04:20   作者:爱橙子的OK绷  
这篇文章主要为大家详细介绍了python实现最大优先队列,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下

本文实例为大家分享了python实现最大优先队列的具体代码,供大家参考,具体内容如下

说明:为了增强可复用性,设计了两个类,Heap类和PriorityQ类,其中PriorityQ类继承Heap类,从而达到基于最大堆实现最大优先队列。

#! /usr/bin/env python
#coding=utf-8

class Heap(object):
 #求给定下标i的父节点下标
 def Parent(self, i):
  if i%2==0:
   return i/2 - 1
  else:
   return i/2
 #求给定下标i的左孩子下标
 def Left(self, i):
  return 2*i+1
 #求给定下标i的右孩子下标
 def Right(self, i):
  return 2*i+2
 #维护堆的性质:遵循最大堆
 def MaxHeapify(self, a, i, heap_size):
  l=self.Left(i)
  r=self.Right(i)
  largest = i
  if l<heap_size and a[l]>a[largest]:#下标从0~heap_size-1
   largest=l
  if r<heap_size and a[r]>a[largest]:
   largest=r
  if largest!=i:#若当前节点不是最大的,下移
   a[i], a[largest] = a[largest], a[i]#交换a[i]和a[largest]
   self.MaxHeapify(a, largest, heap_size)#追踪下移的节点
 #建堆 
 def BuildMaxHeap(self, a):
  heap_size=len(a)
  for i in range(heap_size/2 - 1, -1, -1):#从最后一个非叶节点开始调整
   #a[heap_size/2 - 1]~a[0]都是非叶节点,其他的是叶子节点
   self.MaxHeapify(a, i, heap_size)
 #堆排序算法 
 def HeapSort(self, a):
  heap_size=len(a)
  '''step1:初始化堆,将a[0...n-1]构造为堆(堆顶a[0]为最大元素)'''
  self.BuildMaxHeap(a)
  for i in range(len(a)-1, 0, -1):
   #print a
   '''step2:将当前无序区的堆顶元素a[0]与该区间最后一个记录交换
    得到新的无序区a[0...n-2]和新的有序区a[n-1],有序区的范围从
    后往前不断扩大,直到有n个'''
   a[0], a[i] = a[i], a[0]#每次将剩余元素中的最大者放到最后面a[i]处 
   heap_size -= 1
   '''step3:为避免交换后新的堆顶违反堆的性质,因此将新的无序区调整为新
    的堆'''
   self.MaxHeapify(a, 0, heap_size)


#最大优先队列的实现
class PriorityQ(Heap):
 #返回具有最大键字的元素
 def HeapMaximum(self, a):
  return a[0]
 #去掉并返回具有最大键字的元素
 def HeapExtractMax(self, a):
  heap_size=len(a)
  #if heap_size<0:
  # error "heap underflow"
  if heap_size>0:
   max=a[0]
   a[0]=a[heap_size-1]
   #heap_size -= 1 #该处不对,并没有真正实现数组长度减一
   del a[heap_size-1]#!!!!!!
   self.MaxHeapify(a, 0, len(a))
   return max
 #将a[i]处的关键字增加到key
 def HeapIncreaseKey(self, a, i, key):
  if key<a[i]:
   print "new key is smaller than current one"
  else:
   a[i]=key
   '''当前元素不断与其父节点进行比较,如果当前元素关键字较大,则与其
    父节点进行交换。不断重复此过程'''
   while i>0 and a[self.Parent(i)]<a[i]:
    a[i], a[self.Parent(i)] = a[self.Parent(i)], a[i]
    i=self.Parent(i) 

 #增加元素
 def MaxHeapInsert(self, a, key):
  #heap_size=len(a)
  #heap_size += 1
  #a[heap_size-1]=-65535
  a.append(-65535)#在a的末尾增加一个关键字为负无穷的叶节点扩展最大堆
  heap_size=len(a)
  self.HeapIncreaseKey(a, heap_size-1, key)


if __name__ == '__main__':
 H = Heap()
 P = PriorityQ()
 x = [0, 2, 6, 98, 34, -5, 23, 11, 89, 100, 4]
 #x1= [3,9,8,4,5,2,10,18]
 #H.HeapSort(x)
 #H.HeapSort(x1)
 #print x
 #print x1
 H.BuildMaxHeap(x)#首先建立大顶堆
 print '%s %r' % ('BigHeap1:', x) # %r是万能输出格式
 print '%s %d' % ('Maximun:', P.HeapMaximum(x))
 print '%s %d' % ('ExtractMax:', P.HeapExtractMax(x))
 print '%s %r' % ('BigHeap2:', x)
 #P.MaxHeapInsert(x, 100)
 #print x
 P.HeapIncreaseKey(x, 2, 20)
 print x
 P.HeapIncreaseKey(x, 2, 30)
 print x
 P.MaxHeapInsert(x, 100)
 print x

测试结果:

BigHeap1: [100, 98, 23, 89, 34, -5, 6, 11, 0, 2, 4] 
Maximun: 100 
ExtractMax: 100 
BigHeap2: [98, 89, 23, 11, 34, -5, 6, 4, 0, 2] 
new key is smaller than current one 
[98, 89, 23, 11, 34, -5, 6, 4, 0, 2] 
[98, 89, 30, 11, 34, -5, 6, 4, 0, 2] 
[100, 98, 30, 11, 89, -5, 6, 4, 0, 2, 34]

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

相关文章

  • python3实现mysql导出excel的方法

    python3实现mysql导出excel的方法

    这篇文章主要介绍了python3实现mysql导出excel的方法,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,具有一定的参考借鉴价值 ,需要的朋友可以参考下
    2019-07-07
  • Python+Selenium实现自动填写问卷

    Python+Selenium实现自动填写问卷

    这篇文章主要介绍了如何利用Python Selenium实现自动填写问卷功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以了解一下
    2022-03-03
  • Request的中断和ErrorHandler实例解析

    Request的中断和ErrorHandler实例解析

    这篇文章主要介绍了Request的中断和ErrorHandler实例解析,分享了相关代码示例,小编觉得还是挺不错的,具有一定借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2018-02-02
  • python爱心表白 每天都是浪漫七夕!

    python爱心表白 每天都是浪漫七夕!

    每天都是浪漫七夕!这篇文章主要为大家详细介绍了python爱心表白,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-08-08
  • Python selenium模块实现定位过程解析

    Python selenium模块实现定位过程解析

    这篇文章主要介绍了python selenium模块实现定位过程解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-07-07
  • 使用Pycharm创建一个Django项目的超详细图文教程

    使用Pycharm创建一个Django项目的超详细图文教程

    Django是比较经典的Python web框架,最近刚好在项目中用到了Django,所以下面这篇文章主要给大家介绍了关于使用Pycharm创建一个Django项目的超详细图文教程,文中介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下
    2022-08-08
  • 使用Python生成F分布表并导出为Excel文件的代码实现

    使用Python生成F分布表并导出为Excel文件的代码实现

    在统计分析中,F FF分布是一种非常重要的连续概率分布,广泛应用于方差分析、回归分析的显著性检验等场景,为了方便查阅和使用F分布的临界值,本文给大家介绍了使用Python生成F分布表并导出为Excel文件,需要的朋友可以参考下
    2024-11-11
  • Python学习之yaml文件的读取详解

    Python学习之yaml文件的读取详解

    yaml其实也类似于 json、txt ,它们都属于一种文本格式。在我们的实际工作中, yaml 文件经常作为服务期配置文件来使用。本文将为大家介绍一些Python读取yaml文件的方法,需要的可以参考一下
    2022-03-03
  • python读写csv文件的方法

    python读写csv文件的方法

    这篇文章主要介绍了python读写csv文件的方法,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,具有一定的参考借鉴价值 ,需要的朋友可以参考下
    2019-08-08
  • python练习之循环控制语句 break 与 continue

    python练习之循环控制语句 break 与 continue

    这篇文章主要介绍了python循环控制语句 break 与 continue,break就像是终止按键,不管执行到哪一步,只要遇到break,不管什么后续步骤,直接跳出当前循环
    2022-06-06

最新评论