少說話多寫程式碼之Python學習059——標準模組（堆）

摘要： heap堆是一種優先佇列，用優先佇列可以以任意順序增加物件。並且在任何時間找到最小元素。Python中有一個包含一些堆操作函式的模組heapq。包括如下函式， heappush(heap,x) 將x入堆 heappop(heap) 將堆中最小的元素彈出 heapi...

heap堆是一種優先佇列，用優先佇列可以以任意順序增加物件。並且在任何時間找到最小元素。Python中有一個包含一些堆操作函式的模組heapq。包括如下函式，

heappush(heap,x) 將x入堆

heappop(heap) 將堆中最小的元素彈出

heapify(heap) 將heap屬性強制應用到任意列表

heapreplace(heap,x) 將堆中最小的元素彈出，同時將x入堆

nlargest(n,iter) 返回iter中第n大的元素

nsmallest(n,iter) 返回iter中第n小的元素看下面的使用，

from heapq import*
from random import shuffle

data= [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
shuffle(data)
heap =[]
for n in data:
heappush(heap,n)
print(heap)
輸出
[0, 1, 2, 3, 7, 6, 5, 9, 4, 8]

for n in data:
heappush(heap,0.5)
print(heap)
輸出
[0, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 2, 4, 7, 1, 3, 0.5, 9, 6, 8, 0.5, 5]

heappush用於增加堆的項，用於堆函式建立的列表中，因為堆的列表有一定的順序。這裡雖然看起來順序隨意，但是是有規律的，位於i處的元素總是比i/2處的元素大。這個特性稱之為堆屬性。

heappop彈出最小的元素，一般彈出索引0處的元素，彈出後確保剩餘元素中最小的元素佔在這個位置。

print(heappop(heap))
print(heappop(heap))
print(heap)
輸出
0
0.5
[0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 1, 3, 9, 6, 7, 8, 5, 2, 4]

heapify使用任意列表作為引數，將其轉換為合法的堆。

heap=[1,2,3,5,4,8,9.7]
heapify(heap)
print(heap)
輸出
[1, 2, 3, 5, 4, 8, 9.7]

heapreplace彈出堆的最小元素，並且將新元素推入。它比heappop後再heappush效率高。

heapreplace(heap,0.5)
print(heap)
輸出
[0.5, 2, 3, 5, 4, 8, 9.7]

heapreplace(heap,10)
print(heap)
輸出
[2, 4, 3, 5, 10, 8, 9.7]

堆的主要函式就瞭解到這裡，記住堆的屬性：i位置處的元素總比2i以及2i+1索引處的元素小。

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