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C++的make_heap、push_heap、pop_heap

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我是靠谱客的博主 忧心大白，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C++的make_heap、push_heap、pop_heap，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

以下内容摘自cppreference中文离线文档。

文章目录

    • std::make_heap
    • std::push_heap
    • std::pop_heap
    • 案例

std::make_heap

定义于头文件 < algorithm>

(1)

C++20 前

template< class RandomIt >
void make_heap( RandomIt first, RandomIt last );

C++20 起

template< class RandomIt >
constexpr void make_heap( RandomIt first, RandomIt last );

(2)

C++20 前

template< class RandomIt, class Compare >
 
void make_heap( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );

C++20 起

template< class RandomIt, class Compare >
 
constexpr void make_heap( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );

在范围 [first, last) 中构造最大堆。函数第一版本用 operator< 比较元素，第二版本用给定的比较函数 comp 。

参数

first, last - 制作堆来源的元素范围 （左闭右开区间！！）

comp - 比较函数对象（即满足比较 (Compare) 要求的对象），若首个参数小于第二个，则返回 ​true。

比较函数的签名应等价于如下：

 bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

虽然签名不必有 const & ，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须接受（可为 const 的）类型 Type1 与 Type2 的值，无关乎值类别（从而不允许 Type1 & ，亦不允许 Type1 ，除非 Type1 的移动等价于复制 (C++11 起)）。

类型 Type1 与 Type2 必须使得 RandomIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。 ​

类型要求

  • RandomIt 必须满足遗留随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 的要求。

  • 解引用 RandomIt 结果的类型必须满足可移动赋值 (MoveAssignable) 和可移动构造 (MoveConstructible) 的要求。

返回值

（无）

复杂度

至多 3*std::distance(first, last) 次比较。

注意

  • 最大堆的元素范围 [f,l) ：左闭右开
  • 可用 std::push_heap() 添加新元素
  • 可用 std::pop_heap() 移除首元素

示例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::cout << "Max heap:n";
 
    std::vector<int> v { 3, 2, 4, 1, 5, 9 };
 
    std::cout << "initially, v: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    std::make_heap(v.begin(), v.end());
 
    std::cout << "after make_heap, v: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    std::pop_heap(v.begin(), v.end());
 
    std::cout << "after pop_heap, v: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    auto top = v.back();
    v.pop_back();
    std::cout << "former top element: " << top << 'n';
 
    std::cout << "after removing the former top element, v: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n' << 'n';
 
    std::cout << "Min heap:n";
 
    std::vector<int> v1 { 3, 2, 4, 1, 5, 9 };
 
    std::cout << "initially, v1: ";
    for (auto i : v1) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    std::make_heap(v1.begin(), v1.end(), std::greater<>{});
 
    std::cout << "after make_heap, v1: ";
    for (auto i : v1) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    std::pop_heap(v1.begin(), v1.end(), std::greater<>{});
 
    std::cout << "after pop_heap, v1: ";
    for (auto i : v1) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    auto top1 = v1.back();
    v1.pop_back();
    std::cout << "former top element: " << top1 << 'n';
 
    std::cout << "after removing the former top element, v1: ";
    for (auto i : v1) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
}


输出：

Max heap:
initially, v: 3 2 4 1 5 9 
after make_heap, v: 9 5 4 1 2 3 
after pop_heap, v: 5 3 4 1 2 9 
former top element: 9
after removing the former top element, v: 5 3 4 1 2 
 
Min heap:
initially, v1: 3 2 4 1 5 9 
after make_heap, v1: 1 2 4 3 5 9 
after pop_heap, v1: 2 3 4 9 5 1 
former top element: 1
after removing the former top element, v1: 2 3 4 9 5

std::push_heap

定义于头文件

(1)

C++20 前

template< class RandomIt >
void push_heap( RandomIt first, RandomIt last );

C++20 起

template< class RandomIt >
constexpr void push_heap( RandomIt first, RandomIt last );

(2)

template< class RandomIt, class Compare >
 
void push_heap( RandomIt first, RandomIt last,

                Compare comp );  (C++20 前) 

template< class RandomIt, class Compare >
 
constexpr void push_heap( RandomIt first, RandomIt last,

                          Compare comp );  (C++20 起)

插入位于位置 last-1 的元素到范围 [first, last-1) 所定义的最大堆中。函数的第一版本用 operator< 比较元素，第二版本用给定的比较函数 comp 。

参数

first, last - 定义要修改的堆的元素范围
comp - 比较函数对象（即满足比较 (Compare) 要求的对象），若首个参数小于第二个，则返回 ​true 。

比较函数的签名应等价于如下：

 bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

虽然签名不必有 const & ，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须接受（可为 const 的）类型 Type1 与 Type2 的值，无关乎值类别（从而不允许 Type1 & ，亦不允许 Type1 ，除非 Type1 的移动等价于复制 (C++11 起)）。

类型 Type1 与 Type2 必须使得 RandomIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。 ​

类型要求

  • RandomIt 必须满足遗留随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 的要求。
  • 解引用 RandomIt 结果的类型必须满足可移动赋值 (MoveAssignable) 和可移动构造 (MoveConstructible) 的要求。

返回值

（无）

复杂度

至多 log(N) 次比较，其中 N=std::distance(first, last) 。

示例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::vector<int> v { 3, 1, 4, 1, 5, 9 };
 
    std::make_heap(v.begin(), v.end());
 
    std::cout << "v: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    v.push_back(6);
 
    std::cout << "before push_heap: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    std::push_heap(v.begin(), v.end());
 
    std::cout << "after push_heap: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
}

输出：

v: 9 5 4 1 1 3 
before push_heap: 9 5 4 1 1 3 6 
after push_heap:  9 5 6 1 1 3 4

std::pop_heap

定义于头文件

(1)

template< class RandomIt >
void pop_heap( RandomIt first, RandomIt last );
  (C++20 前) 

template< class RandomIt >
constexpr void pop_heap( RandomIt first, RandomIt last );
  (C++20 起)

(2)

template< class RandomIt, class Compare >
void pop_heap( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );
  (C++20 前) 

template< class RandomIt, class Compare >
constexpr void pop_heap( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );
  (C++20 起)

交换在位置 first 的值和在位置 last-1 的值，并令子范围 [first, last-1) 变为堆。这拥有从范围 [first, last) 所定义的堆移除首个元素的效果。

函数的首个版本使用 operator< 比较元素，这使堆成为最大堆。第二版本使用给定的比较函数 comp 。

参数

first, last - 定义要修改的合法非空堆的元素范围
comp - 比较函数对象（即满足比较 (Compare) 要求的对象），若首个参数小于第二个，则返回 ​true 。

比较函数的签名应等价于如下：

 bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

虽然签名不必有 const & ，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须接受（可为 const 的）类型 Type1 与 Type2 的值，无关乎值类别（从而不允许 Type1 & ，亦不允许 Type1 ，除非 Type1 的移动等价于复制 (C++11 起)）。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 RandomIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。 ​

类型要求

  • RandomIt 必须满足值可交换 (ValueSwappable) 和 遗留随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 的要求。
  • 解引用 RandomIt 结果的类型必须满足可移动赋值 (MoveAssignable) 和可移动构造 (MoveConstructible) 的要求。

返回值

（无）

复杂度

至多 2×log(N) 次比较，其中 N=std::distance(first, last).

示例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::vector<int> v { 3, 1, 4, 1, 5, 9 };
 
    std::make_heap(v.begin(), v.end());
 
    std::cout << "v: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    std::pop_heap(v.begin(), v.end()); // 移动最大元素到结尾
 
    std::cout << "after pop_heap: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
 
    int largest = v.back();
    v.pop_back();  // 实际移出最大元素
    std::cout << "largest element: " << largest << 'n';
 
    std::cout << "heap without largest: ";
    for (auto i : v) std::cout << i << ' ';
    std::cout << 'n';
}

输出：

v: 9 5 4 1 1 3 
after pop_heap: 5 3 4 1 1 9 
largest element: 9
heap without largest: 5 3 4 1 1

案例

剑指offer的“最小的k个数”。

最后

以上就是忧心大白为你收集整理的C++的make_heap、push_heap、pop_heap的全部内容，希望文章能够帮你解决C++的make_heap、push_heap、pop_heap所遇到的程序开发问题。

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