Python标准库模块之heapq – 堆构造
时间:2021-10-11
本文章向大家介绍 Python标准库模块之heapq – 堆构造,主要包括 Python标准库模块之heapq – 堆构造使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。
Python标准库模块之heapq – 堆构造
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原文链接:https://www.johngo689.com/2264/
堆作为优先队列的常用方法,而且在数据结构和算法方面,经常使用大顶堆和小顶堆进行问题的解决。
使用 Python 提供的标准库heapq
:
import heapq
注意:默认的堆结构是小顶堆
一、构造堆 & 获取最小值
方法一:创建空列表,然后手动加入元素
heapq.heappush()
举例:
>>> nums = [2, 5, 1, 6, 9, 0]
>>> heap = []
>>> for num in nums:
... heapq.heappush(heap, num)
...
>>> print(heap[0])
0
>>> print([heapq.heappop(heap) for _ in range(len(nums))])
[0, 1, 2, 5, 6, 9]
方法二:初始化 list,然后转为堆结构
heapq.heapify(list)
直接将 list 转为堆结构
举例:
>>> nums = [2, 5, 1, 6, 9, 0]
>>> # 转为heap结构
...
>>> heap.heapify(nums)
>>> print(nums[0])
0
>>> print([heapq.heappop(nums) for _ in range(len(nums))])
[0, 1, 2, 5, 6, 9]
删除最小值 并且 加入新元素, 使用heapq.heaprepalce()
>>> nums = [2, 5, 1, 6, 9, 0]
>>> # 转为heap结构
...
>>> heap.heapify(nums)
>>> heapq.heapreplace(nums, 100)
0
>>> heapq.heapreplace(nums, -1)
1
>>> print([heapq.heappop(nums) for _ in range(len(nums))])
[-1, 2, 5, 6, 9, 100]
二、获取最大值
这里没有直接构造大顶堆的方法,可以使用一个很巧妙的思路进行解决。
这是一个很 Tirck 的思路:
首先我们用上述方法一进行构造堆结构,注意要在每一个元素增加一个负号(-):
>>> nums
[0, 5, 1, 6, 9, 2]
>>> nums = [2, 5, 1, 6, 9, 0]
>>> heap = []
>>> for num in nums:
... heapq.heappush(heap, -num)
>>> heap
[-9, -6, -1, -2, -5, 0]
接下来,打印堆元素,注意也要加负号(-):
>>> print([-heapq.heappop(heap) for _ in range(len(nums))])
[9, 6, 5, 2, 1, 0]
这样是不是就巧妙的将大顶堆进行打印出来了。
整体思路:push(-) -> pop(-),负负得正。
三、获取最小值和最大值的范围
获取堆中最大或最小的范围值。
使用heapq.nlargest()
或heapq.nsmallest()
函数进行求得:
>>> nums = [2, 5, 1, 6, 9, 0]
>>> heapq.heapify(nums)
>>> heapq.nlargest(3, nums)
[9, 6, 5]
>>> heapq.nsmallest(3, nums)
[0, 1, 2]
这个比较简单,需要主要添加范围值。
原文地址:https://www.cnblogs.com/yydsxiaozhu/p/15392658.html
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