算法1
(左偏树) $O(nlogn)$
跟二叉堆比起来, 左偏树的代码容易记忆,没有shiftup,shiftdown, 只有一个操作merge, 含义就是合并两个堆,一个新节点就相当于一个元素的堆,删除元素相当于合并根的左右孩子组成的堆。
同时堆合并时效率更高。
C++ 代码
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 5;
int n, m;
int dist[N], rc[N], lc[N], val[N];
int merge(int x, int y){
if (!x || !y) return x | y;
if (val[x] > val[y]) swap(x, y);
rc[x] = merge(rc[x], y);
if (dist[lc[x]] < dist[rc[x]]) swap(lc[x], rc[x]);
dist[x] = dist[rc[x]] + 1;
return x;
}
int main() {
ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);
cin >> n >> m;
dist[0] = -1;
int root;
for (int i = 1; i <= n; i ++) {
cin >> val[i];
if (i == 1) root = i;
else root = merge(root, i);
}
for (int i = 1; i <= m; i ++) {
cout << val[root] << " ";
root = merge(lc[root], rc[root]);
}
return 0;
}
外结点的概念:左右孩子至少有一个不存在的节点
左偏树上一个点i的距离dist[i]:定义为i到离它最近的外结点的距离
规定,空节点距离为-1, 那么叶子结点的距离为0
一个节点的距离等于它到外结点的距离,左偏树的左子树高度大于右子树高度,所以肯定是右子树离外结点更近
所以dist[i] = dist[rc[i]] + 1 , 1表示根节点这一层距离占1,
算法2
(斜堆) $O(nlogn)$
左偏树的简化版,每次合并时只固定与右孩子合并,再交换左右孩子,保持左边元素数量更多。 用法同左偏树。
C++ 代码
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 5;
int n, m;
int rc[N], lc[N], val[N]; //分别存储右孩子(right child),左孩子编号, 和值, lc[i]=0表示左孩子为空
int merge(int x, int y){ //要合并的两个堆堆顶元素编号
if (!x || !y) return x | y; // 相当于有一个为空, 就返回另一个,是递归边界条件
if (val[x] > val[y]) swap(x, y); //小根堆,堆顶元素小于孩子,默认让x为根
rc[x] = merge(rc[x], y); // x最小,并且为根, 堆y要与x的右孩子合并,合并后变成新的右孩子
swap(lc[x], rc[x]); // 合并后交换左右孩子,保持左孩子数量更多,右侧元素数量更少。
return x; //返回新的堆堆顶元素编号
}
int main() {
ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);
cin >> n >> m;
int root;
for (int i = 1; i <= n; i ++) {
cin >> val[i];
if (i == 1) root = i; //第一次操作,生成的堆编号为1
else root = merge(root, i); // 合并之前的堆和当前堆,当前堆编号为i, 可看成一个元素的堆
}
for (int i = 1; i <= m; i ++) {
cout << val[root] << " "; //小根堆堆顶元素最小
root = merge(lc[root], rc[root]); // 相当于删去根节点,合并根的左右孩子,形成新堆
}
return 0;
}
这可真是个神奇的东东
大神,能不能具体介绍一下这两个数据结构的操作(写点详细的注释?)
已经补上了一点斜堆的注释,有空明天继续补上其它的
赞!