STL--heap

heap即堆,头文件为#include<algorithm>,包括max-heap和min-heap,其中,max-heap在缺省的情况下是C++底层优先情况。本质是一颗以vector来实现的完全二叉树。最大堆的父节点大于等于任意子节点,最小堆小于任意子节点。如下图所示就是一颗完全的最大堆二叉树:


heap的算法:

1.make_heap((First,_Last,_Comp) //建立堆

默认建立最大堆。对int类型,可以在第三个参数传入greater<int>()得到最小堆,less<int>()得到最大堆


2.push_heap(_First,_Last)//添加元素

在末尾添加一个元素,该算法必须是在一个已经满足堆序的条件下添加元素。两个随机迭代器,分别表示first,end,即区间范围。添加的元素在底层的vector end()处。先push_back,再push_heap()。

max.push_back(num);
push_heap(max.begin(),max.end(),less<int>());


3.pop_heap(_First,_Last)//删除元素

先调用pop_heap()再在容器中删除数据,和push_heap()参数一样,但是不同的是我们把堆顶的元素取出,然后放到了数组或者vector的末尾,用原来末尾的元素替代。先pop_heap,再pop_back()。

pop_heap(max.begin(),max.end(),less<int>());
max.pop_back();



4.sort_heap(_First, _Last)//排序

排序之后就不再是一个合法的heap了,既然每次pop_heap可以获得堆中最大的元素,那么我们持续对整个heap做pop_heap操作,每次将操作的范围向前缩减一个元素。

当整个程序执行完毕后,我们得到一个非降的序列。


### C++ STL 的使用与实现 #### 定义与特性 是一种特殊的二叉树结构,在C++标准模板库(STL)中通过`<algorithm>`头文件提供了一系列操作来维护最小或最大性质的数据容器。这些操作包括但不限于`make_heap`, `push_heap`, `pop_heap`以及`sort_heap`。 #### 函数说明 - **make_heap**: 将指定范围内的元素构造成一个合法的最大/最小[^1]。 ```cpp #include <vector> #include <algorithm> int main() { std::vector<int> v = {7, 3, 8, 9, 4}; // 构建最大 std::make_heap(v.begin(), v.end()); } ``` - **push_heap**: 向已有的中添加新元素并保持其作为的有效性. ```cpp // 添加元素至上述构建好的最大 v.push_back(10); std::push_heap(v.begin(), v.end()); ``` - **pop_heap**: 移除位于顶处的关键字最大的元素(对于最大),将其移动到向量末端,再调整剩余部分使之重新成为有效的. ```cpp if (!v.empty()) { std::pop_heap(v.begin(), v.end()); // 把最大值移到最后 v.pop_back(); // 删除最后一个元素即原顶元素 } ``` - **sort_heap**: 对已经是一个的数据集执行排序动作,最终得到升序排列的结果集合. ```cpp // 排序整个 std::sort_heap(v.begin(), v.end()); ``` 以上就是关于如何利用STL提供的接口来进行基本的管理的方法介绍。值得注意的是,默认情况下所有的都是最大;如果想要创建最小,则需额外传递比较器给相应的函数调用。
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