[python] 파이썬에서 max-heap 구현에 무엇을 사용합니까?

PYTHON / 글쓴이

파이썬에는 최소 힙에 대한 heapq 모듈이 포함되어 있지만 최대 힙이 필요합니다. 파이썬에서 max-heap 구현을 위해 무엇을 사용해야합니까?

답변

가장 쉬운 방법은 키 값을 반전시키고 heapq를 사용하는 것입니다. 예를 들어 1000.0을 -1000.0으로, 5.0을 -5.0으로 바꿉니다.

답변

당신이 사용할 수있는 

import heapq
listForTree = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]
heapq.heapify(listForTree)             # for a min heap
heapq._heapify_max(listForTree)        # for a maxheap!!

그런 다음 요소를 팝하려면 다음을 사용하십시오.

heapq.heappop(minheap)      # pop from minheap
heapq._heappop_max(maxheap) # pop from maxheap

답변

해결책은 값을 힙에 저장할 때 값을 부정하거나 다음과 같이 객체 비교를 반전시키는 것입니다.

import heapq

class MaxHeapObj(object):
  def __init__(self, val): self.val = val
  def __lt__(self, other): return self.val > other.val
  def __eq__(self, other): return self.val == other.val
  def __str__(self): return str(self.val)

최대 힙의 예 :

maxh = []
heapq.heappush(maxh, MaxHeapObj(x))
x = maxh[0].val  # fetch max value
x = heapq.heappop(maxh).val  # pop max value

그러나 값을 줄 바꿈 및 줄 바꿈을 기억해야합니다. 최소 / 최대 힙을 다룰 때 알아야합니다.

MinHeap, MaxHeap 클래스

클래스 MinHeap와 MaxHeap객체를 추가하면 코드를 단순화 할 수 있습니다.

class MinHeap(object):
  def __init__(self): self.h = []
  def heappush(self, x): heapq.heappush(self.h, x)
  def heappop(self): return heapq.heappop(self.h)
  def __getitem__(self, i): return self.h[i]
  def __len__(self): return len(self.h)

class MaxHeap(MinHeap):
  def heappush(self, x): heapq.heappush(self.h, MaxHeapObj(x))
  def heappop(self): return heapq.heappop(self.h).val
  def __getitem__(self, i): return self.h[i].val

사용법 예 :

minh = MinHeap()
maxh = MaxHeap()
# add some values
minh.heappush(12)
maxh.heappush(12)
minh.heappush(4)
maxh.heappush(4)
# fetch "top" values
print(minh[0], maxh[0])  # "4 12"
# fetch and remove "top" values
print(minh.heappop(), maxh.heappop())  # "4 12"

답변

가장 쉽고 이상적인 솔루션

값에 -1을 곱하십시오

당신은 간다. 가장 높은 숫자는 모두 가장 낮으며 그 반대도 마찬가지입니다.

요소를 팝 할 때 원래 값을 다시 얻기 위해 -1을 곱하는 요소를 기억하십시오.

답변

heapq의 최대 힙 버전을 구현하고 PyPI에 제출했습니다. (heapq 모듈 CPython 코드가 약간 변경되었습니다.)

https://pypi.python.org/pypi/heapq_max/

https://github.com/he-zhe/heapq_max

설치

pip install heapq_max

용법

tl; dr : 모든 함수에 ‘_max’를 추가하는 것을 제외하고 heapq 모듈과 동일합니다.

heap_max = []                           # creates an empty heap
heappush_max(heap_max, item)            # pushes a new item on the heap
item = heappop_max(heap_max)            # pops the largest item from the heap
item = heap_max[0]                      # largest item on the heap without popping it
heapify_max(x)                          # transforms list into a heap, in-place, in linear time
item = heapreplace_max(heap_max, item)  # pops and returns largest item, and
                                    # adds new item; the heap size is unchanged

답변

비교 가능하지만 int와는 다른 키를 삽입하는 경우 비교 연산자를 대체 할 수 있습니다 (예 : <=가> 및>가 <=가 됨). 그렇지 않으면 heapq 모듈에서 heapq._siftup을 재정의 할 수 있습니다 (결국 파이썬 코드 일뿐입니다).

답변

임의의 양의 최대 또는 최소 항목을 선택할 수 있도록 허용

import heapq
heap = [23, 7, -4, 18, 23, 42, 37, 2, 8, 2, 23, 7, -4, 18, 23, 42, 37, 2]
heapq.heapify(heap)
print(heapq.nlargest(3, heap))  # [42, 42, 37]
print(heapq.nsmallest(3, heap)) # [-4, -4, 2]