std::ranges::make_heap

来自cppreference.com
< cpp‎ | algorithm‎ | ranges
 
 
算法库
受约束算法及范围上的算法 (C++20)
受约束算法: std::ranges::copy, std::ranges::sort, ...
执行策略 (C++17)
不修改序列的操作
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++17)
修改序列的操作
Partitioning operations
划分操作
排序操作
(C++11)
二分搜索操作
集合操作(在已排序范围上)
堆操作
(C++11)
最小/最大操作
(C++11)
(C++17)

排列
数值运算
未初始化存储上的操作
(C++17)
(C++17)
(C++17)
C 库
 
受约束算法
不修改序列的操作
修改序列的操作
划分操作
排序操作
二分搜索操作
集合操作(在已排序范围上)
堆操作
ranges::make_heap
最小/最大操作
排列
未初始化存储上的操作
返回类型
 
在标头 <algorithm> 定义
调用签名
template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,

          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
requires std::sortable<I, Comp, Proj>
constexpr I

make_heap( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(1) (C++20 起)
template< ranges::random_access_range R, class Comp = ranges::less,

          class Proj = std::identity >
requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>

make_heap( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(2) (C++20 起)

在范围 [first, last) 中构造最大堆

1) 用二元比较函数 comp 与投影对象 proj 比较元素。
2)(1) ,但以 r 为范围,如同以 ranges::begin(r)first 并以 ranges::end(r)last

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid,即:

实际上,它们能以函数对象,或者某些特殊编译器扩展实现。

参数

first, last - 要作出堆的元素范围
r - 要作出堆的元素范围
pred - 应用到投影后元素的谓词
proj - 应用到元素的投影

返回值

等于 last 的迭代器。

复杂度

给定 N = ranges::distance(first, last) ,至多比较 3•N 次,投影 6•N 次。

注解

最大堆是按照比较器 comp 与投影 proj 排列的元素范围 [f, l) ,拥有下列属性:

  • N == l - f ,对于所有 0 < i < Np == f[(i - 1) / 2]q == f[i] ,表达式 std::invoke(comp, std::invoke(proj, p), std::invoke(proj, q)) 求值为 false
  • 能用 ranges::push_heap()𝓞(log N) 时间内添加新元素。
  • 能用 ranges::pop_heap()𝓞(log N) 时间内移除首元素。

示例

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <functional>
#include <iostream>
 
void draw_heap(auto const& v);
void out(const auto& what, int n = 1) { while (n-- > 0) std::cout << what; }
void print(auto rem, auto const& v) {
    out(rem);
    for (auto e : v) { out(e), out(' '); }
    out('\n');
}
 
int main()
{
    std::vector h {1, 6, 1, 8, 0, 3, 3, 9, 8, 8, 7, 4, 9, 8, 9};
    print("source: ", h);
 
    std::ranges::make_heap(h);
    print("\n" "max-heap: ", h);
    draw_heap(h);
 
    std::ranges::make_heap(h, std::greater{});
    print("\n" "min-heap: ", h);
    draw_heap(h);
}
 
void draw_heap(auto const& v)
{
    auto bails = [](int n, int w) {
        auto b = [](int w) { out("┌"), out("─", w), out("┴"), out("─", w), out("┐"); };
        if (!(n /= 2)) return;
        for (out(' ', w); n-- > 0; ) b(w), out(' ', w + w + 1);
        out('\n');
    };
    auto data = [](int n, int w, auto& first, auto last) {
        for(out(' ', w); n-- > 0 && first != last; ++first)
            out(*first), out(' ', w + w + 1);
        out('\n');
    };
    auto tier = [&](int t, int m, auto& first, auto last) {
        const int n {1 << t};
        const int w {(1 << (m - t - 1)) - 1};
        bails(n, w), data(n, w, first, last);
    };
    const int m {static_cast<int>(std::ceil(std::log2(1 + v.size())))};
    auto first {v.cbegin()};
    for (int i{}; i != m; ++i) { tier(i, m, first, v.cend()); }
}

输出:

source: 1 6 1 8 0 3 3 9 8 8 7 4 9 8 9
 
max-heap: 9 8 9 8 8 4 9 6 1 0 7 1 3 8 3
       9
   ┌───┴───┐
   8       9
 ┌─┴─┐   ┌─┴─┐
 8   8   4   9
┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐
6 1 0 7 1 3 8 3
 
min-heap: 0 1 1 8 6 3 3 9 8 8 7 4 9 8 9
       0
   ┌───┴───┐
   1       1
 ┌─┴─┐   ┌─┴─┐
 8   6   3   3
┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐
9 8 8 7 4 9 8 9

参阅

检查给定范围是否为最大堆
(niebloid)
寻找能成为最大堆的最大子范围
(niebloid)
将一个元素加入到一个最大堆
(niebloid)
从最大堆中移除最大元素
(niebloid)
将一个最大堆变成一个按升序排序的元素范围
(niebloid)
从一个元素范围创建出一个最大堆
(函数模板)