C++小顶堆求Topk

2024-05-14 15:58

文章标签 c++ topk 堆求小顶

本文主要是介绍C++小顶堆求Topk，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

C++小顶堆求Topk

求数组中的Topk数字，比如【1、4、6、7、2、9、8、3、5、0】的Top4是【6、7、8、9】。
用小顶堆来实现，

首先用前4个元素新建一个大小为4的小顶堆，堆顶始终保存堆中的最小值。数组中的剩余数字是【2、9、8、3、5、0】
然后逐个将剩余数字与堆顶比较，如果大于堆顶，则与堆顶交换，并向下调整堆。
最后堆中保存的就是最大的4个数字。

代码如下，MinHeap.cpp：

#include <iostream> 
#include <vector>using namespace std;class MinHeap {private: int maxsize;                // 堆的大小void filterDown(int begin); // 向下调整堆 vector<int> arr;public:MinHeap(int k);        // 构造函数 void createMinHeap(int arr[]); // 创建堆 void insert(int val);  // 插入元素 int getTop();          // 获取堆顶元素 vector<int> getHeap(); //获取堆中的全部元素
};MinHeap::MinHeap(int k) { maxsize = k;
}/*** 创建小顶堆*/
void MinHeap::createMinHeap(int a[]) {for (int i = 0; i < maxsize; i++) {arr.push_back(a[i]);}for(int i = arr.size() / 2 - 1; i >= 0; i--) {filterDown(i);}
}/*** 插入元素*/
void MinHeap::insert(int val) {if (val > getTop()) {arr[0] = val;filterDown(0);}
}/*** 向下调整*/
void MinHeap::filterDown(int current) {int end = arr.size() - 1;int child = current * 2 + 1; // 当前节点的左孩子int val = arr[current];    // 保存当前节点while (child <= end) {// 选出两个孩子中的较小孩子if (child < end && arr[child + 1] < arr[child])child++;if (val < arr[child]) break;else {arr[current] = arr[child]; //孩子节点覆盖当前节点current = child;child = child * 2 + 1;}}arr[current] = val;
}/*** 获取堆顶元素*/
int MinHeap::getTop() {if (arr.size() != 0)return arr[0];return NULL;
}/** * 获取堆中的全部元素*/
vector<int> MinHeap::getHeap() {vector<int> heap;for(int i = 0; i < arr.size(); i++)heap.push_back(arr[i]);return heap;
}int main() {// Test caseint arr[] = {1,4,6,7,2,9,8,3,5,0};int k = 4;MinHeap heap(4); // 创建一个大小为4的堆 heap.createMinHeap(arr);for(int i = k; i < 10; i++) {heap.insert(arr[i]);}cout << "最大的四个元素是" << endl;vector<int> v = heap.getHeap();for(int i = 0; i < v.size(); i++) {cout << v[i] << endl;}return 0;
}