手写堆(模拟堆,超详细)

本文详细解析了一段C++代码,该代码实现了动态堆的数据结构,包括插入、查找最小值、删除堆顶元素和删除指定插入位置元素等操作。通过双向映射维护堆的正确性,并使用h_swap函数进行节点交换。同时,代码中包含up和down函数,分别用于调整大根堆和小根堆。

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                                         对个人认为比较绕的一个部分解释

                                      就是这一行代码swap ( ph[ hp[a] ] , ph[ hp[b] ] );

注释写的非常详细啦!!

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define IOS ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0);
const int N=1e5+10;
int h[N],hp[N],ph[N];
//ph[k]代表第k个插入的数在堆中所对应的点
//hp[k]代表堆中点k对应的数是第几个插入的
//hp[k]与ph[k]构成双向映射
int n,m,sz;//sz堆中点的个数

void h_swap(int a,int b)//a,b两个点对应的数进行交换后,他们所对应的ph与hp也要发生改变
{
	swap(h[a],h[b]);
	swap(ph[hp[a]],ph[hp[b]]);
	//该行代码的详注如图所画
	swap(hp[a],hp[b]);
}

void down(int x)//小根
{
	int t=x;
	if(2*x<=sz&&h[2*x]<h[t])	  t=2*x;
	if(2*x+1<=sz&&h[2*x+1]<h[t])  t=2*x+1;
	if(x!=t)
	{
		h_swap(x,t);//这里也要有变化
		down(t);
	}
}

void up(int x)//大根
{
	while(x/2&&h[x/2]>h[x])
	{
		h_swap(x/2,x);//同上
		x/=2;
	}
}

int main()
{
	IOS
	cin>>n;
	while(n--)
	{
		string s;cin>>s;
		if(s=="I")//插入
		{
			int x;cin>>x;
			m++,sz++;
			h[sz]=x;
			ph[m]=sz,hp[sz]=m;
			up(sz);
		}else if(s=="PM")
		{
			cout<<h[1]<<endl;
		}else if(s=="DM")//删除堆顶
		{
			h_swap(1,sz);
			sz--;down(1);//前后位置不能调换,保证down的时候里面没有删除前的最小值
		}else if(s=="D")//删除第k个插入的数
		{
			int k;cin>>k;
			k=ph[k];//找到第k个插入的数当前在堆中对应的点数
			h_swap(k,sz);//与最后一个交换实现删除
			sz--;
			down(k),up(k);
		}else{//修改第k个插入的数
			int k,b;cin>>k>>b;
			k=ph[k];
			h[k]=b;
			down(k),up(k);
		}
	}
	return 0;
}

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