【Golang】堆heap的使用

NoBlackstone

已于 2022-07-31 22:46:32 修改

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分类专栏： Golang使用文章标签： golang 算法数据结构

于 2022-07-31 22:13:43 首次发布

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本文详细介绍了Go语言标准库container中heap的使用，包括heap接口的定义、所需实现的方法，以及如何自定义数据结构以适配heap。通过示例展示了如何初始化heap、插入元素、删除元素等操作，帮助理解Go语言中的优先级队列实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

重点介绍

在标准库 container中，含有三种数据类型，分别是heap，list，ring；
Go语言提供heap容器，但是不提供相关操作，故需要我们进行相关函数的重写；
导包

package main

import (
	"container/heap"
	"fmt"
)

heap中只实现了一个接口

type Interface interface {
	sort.Interface
	Push(x interface{})
	Pop() interface{}
}

这个唯一接口中，还继承了 sort的接口，如下

type Interface interface {
	Len() int
	Less(i, j int) bool
	Swap(i, j int)
}

故要用标准库的heap，需要实现下列五个接口函数，如下

{
	Len() int
	Less(i, j int) bool
	Swap(i, j int)
	Push(x interface{})
	Pop() interface{}
}

在heap中，提供了一些方法，如下

{
	h := &IntHeap{}  //创建IntHeap类型的原始数据
	func Init(h Interface)  //对heap进行初始化，生成小根堆(或大根堆)
	func Push(h Interface, x interface{})  //往堆插入内容
	func Pop(h Interface) interface{}  //从堆顶中取出元素
	func Remove(h Interface, i int) interface{}  //从指定位置删除数据，并返回删除的数据
	func Fix(h Interface, i int)  //从i位置发生改变后，对堆再平衡，优先级队列使用到了该方法
}

实践

package main

import (
	"fmt"
	"container/heap"
)
func main() {
	h := &IntHeap{2, 1, 5, 6, 4, 3, 7, 9, 8, 0}  //创建slice
	heap.Init(h)  //初始化heap

	fmt.Println(*h)
	//[0 1 3 6 2 5 7 9 8 4]
	fmt.Println(heap.Pop(h))
	//0
	
	heap.Push(h, 6)

	fmt.Println(*h)
	//[1 2 3 6 4 5 7 9 8 6]
	for len(*h) > 0 {
		fmt.Printf("%d ", heap.Pop(h))
	}
	//1 2 3 4 5 6 6 7 8 9
}


type IntHeap []int

func (h IntHeap) Len() int {
	return len(h)
}

func (h IntHeap) Less(i, j int) bool {
	return h[i] < h[j]  //此时实现的是 小根堆
}

func  (h IntHeap) Swap(i, j int) {
	h[i], h[j] = h[j], h[i]
}

func (h *IntHeap) Push(x interface{}) {
	*h = append(*h, x.(int))
}

func (h *IntHeap) Pop() interface{} {
	old := *h
	n := len(old)
	x := old[n - 1]  //注意这里，虽然取得是索引n - 1位置的元素，实际上对应的是h[0]，即堆顶元素
	*h = old[0 : n - 1]
	return x
}