L2-012. 关于堆的判断-PAT甲级真题(堆的建立,向上调整)

本文介绍了一种通过顺序插入元素构建小顶堆的方法,并针对特定条件下的结点关系进行判断。具体包括验证根节点、兄弟节点、父子节点及子节点的关系。采用C++实现向上调整算法以确保堆的性质。

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L2-012. 关于堆的判断
将一系列给定数字顺序插入一个初始为空的小顶堆H[]。随后判断一系列相关命题是否为真。命题分下列几种:

“x is the root”:x是根结点;
“x and y are siblings”:x和y是兄弟结点;
“x is the parent of y”:x是y的父结点;
“x is a child of y”:x是y的一个子结点。
输入格式:

每组测试第1行包含2个正整数N(<= 1000)和M(<= 20),分别是插入元素的个数、以及需要判断的命题数。下一行给出区间[-10000, 10000]内的N个要被插入一个初始为空的小顶堆的整数。之后M行,每行给出一个命题。题目保证命题中的结点键值都是存在的。

输出格式:

对输入的每个命题,如果其为真,则在一行中输出“T”,否则输出“F”。

输入样例:
5 4
46 23 26 24 10
24 is the root
26 and 23 are siblings
46 is the parent of 23
23 is a child of 10
输出样例:
F
T
F
T

分析:必须注意,因为题目要求按照插入的顺序建立,所以是边插入边调整的,必须用向上调整,每次输入一个数之后就将它向上调整,(两者建立出来的二叉树不同)而不能采用先转换为二叉树的方式再向下调整~

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <cstring>
using namespace std;
vector<int> v;
int n;
void upAdjust(int i) {
    if(i == 1) return ;
    while(i != 1) {
        if(v[i] < v[i / 2]) {
            swap(v[i], v[i / 2]);
            i = i / 2;
        } else {
            break;
        }
    }
}
void judge1(int a) {
    if(v[1] == a) printf("T\n");
    else printf("F\n");
}
void judge2(int a, int b) {
    int indexa = 0, indexb = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i++) {
        if(v[i] == a) indexa = i;
        if(v[i] == b) indexb = i;
    }
    if(indexa > indexb) swap(indexa, indexb);
    if(indexa % 2 == 0 && indexb - indexa == 1) printf("T\n");
    else printf("F\n");
}
void judge3(int a, int b) {
    int indexa = 0, indexb = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i++) {
        if(v[i] == a) indexa = i;
        if(v[i] == b) indexb = i;
    }
    if((2 * indexa) == indexb || (2 * indexa) + 1 == indexb) printf("T\n");
    else printf("F\n");
}
void judge4(int a, int b) {
    int indexa = 0, indexb = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i++) {
        if(v[i] == a) indexa = i;
        if(v[i] == b) indexb = i;
    }
    if(indexa == indexb * 2 || indexa == 2 * indexb + 1) printf("T\n");
    else printf("F\n");
}
int main() {
    int k, a, b;
    char c[100];
    scanf("%d%d", &n, &k);
    v.resize(n + 1);
    for(int i = 1; i <= n; i++) {
        scanf("%d", &v[i]);
        upAdjust(i);
    }
    for(int i = 0; i < k; i++) {
        scanf("%d%s", &a, c);
        if(strcmp(c, "and") == 0) {
            scanf("%d%s%s", &b, c, c);
            judge2(a, b);
        } else {
            scanf("%s", c);
            if(strcmp(c, "a") == 0) {
                scanf("%s%s%d", c, c, &b);
                judge4(a, b);
            } else {
                scanf("%s", c);
                if(strcmp(c, "root") == 0) {
                    judge1(a);
                } else {
                    scanf("%s%d", c, &b);
                    judge3(a, b);
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

 

 

 

 

 

### 关于的数据结构判断问题及其Java实现 #### 定义与特性 是一种特殊的完全二叉树,分为最大和最小两种形式。对于最大而言,任意节点的键值总是大于等于其子节点的键值;而对于最小,则相反,即任意节点的键值小于等于其子节点的键值[^1]。 #### PTA L2-012 判断逻辑解析 针对L2-012中的具体需求,程序需接收一组整数作为输入并构建相应的最小或最大(取决于题目要求),之后依据特定条件验证若干命题的真实性。这些命题涉及根节点、兄弟关系、父子关系等方面的内容[^4]。 #### Java代码实例展示 下面给出一段用于解决上述问题的核心部分——向已有的最小中插入新元素,并提供辅助函数来执行各种类型的查询: ```java import java.util.*; public class MinHeap { private List<Integer> heap; public MinHeap() { this.heap = new ArrayList<>(); // 初始化时加入哨兵元素以便简化索引计算 this.heap.add(Integer.MIN_VALUE); } /** * 向最小内添加新的数值 */ public void insert(int value){ int index = heap.size(); heap.add(value); while (index / 2 > 0 && heap.get(index/2) > heap.get(index)){ swap(index, index/2); index /= 2; } } /** * 获取指定位置处的左孩子下标 */ private static int getLeftChildIndex(int parentIndex){ return parentIndex*2; } /** * 获取指定位置处的右孩子下标 */ private static int getRightChildIndex(int parentIndex){ return parentIndex*2 + 1; } /** * 判断两个给定的位置是否互为兄弟节点 */ public boolean areSiblings(int x, int y){ if(x <= 0 || y <= 0 || x >= heap.size() || y >= heap.size()) throw new IndexOutOfBoundsException(); return getParentIndex(x)==getParentIndex(y)&&x!=y; } /** * 返回某节点的父亲节点所在数组里的序号 */ private static int getParentIndex(int childIndex){ return childIndex/2; } /** * 查询某个数字是不是当前顶元素 */ public boolean isRoot(int target){ return !heap.isEmpty()&&target==heap.get(1); } /** * 验证是否存在这样的亲子关系:parent->child */ public boolean hasParentChildRelation(int parent,int child){ if(child<=0||parent<=0||child>=heap.size()||parent>=heap.size()) throw new IndexOutOfBoundsException(); return getParentIndex(child)==parent; } /** * 执行交换操作 */ private void swap(int i, int j){ Collections.swap(heap,i,j); } } ``` 这段代码实现了基本的小根功能,包括但不限于插入新成员、查找根节点、确认两节点间的关系等常用方法。通过调用`insert()`可以逐步建立起所需的结构,而其他几个公开的方法则可用于完成后续的各种检验工作。
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