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python最小堆

發布時間:2022-07-27 23:46:16

A. pylint可以檢查python的圈復雜度嗎

比方找出前k個最大的數,建立一個最小堆,size為k, 先放前k個數到堆中。然後遍歷餘下的數(設為x),如果x比堆頂的數大,則彈出堆頂,壓入x, 否則忽略。遍歷完後就找出了最大的k個數。

B. python中的堆棧什麼意思

堆棧是一種執行「後進先出」演算法的數據結構。

設想有一個直徑不大、一端開口一端封閉的竹筒。有若干個寫有編號的小球,小球的直徑比竹筒的直徑略小。現在把不同編號的小球放到
竹筒裡面,可以發現一種規律:先放進去的小球只能後拿出來,反之,後放進去的小球能夠先拿出來。所以「先進後出」就是這種結構的
特點。
堆棧是計算機中最常用的一種數據結構,比如函數的調用在計算機中是用堆棧實現的。 堆棧可以用數組存儲,也可以用以後會介紹的鏈
表存儲。
堆棧就是這樣一種數據結構。它是在內存中開辟一個存儲區域,數據一個一個順序地存入(也就是「壓入——push」)這個區域之中。

有一個地址指針總指向最後一個壓入堆棧的數據所在的數據單元,存放這個地址指針的寄存器就叫做堆棧指示器。開始放入數據的單元叫
做「棧底」。數據一個一個地存入,這個過程叫做「壓棧」。在壓棧的過程中,每有一個數據壓入堆棧,就放在和前一個單元相連的後面
一個單元中,堆棧指示器中的地址自動加1。讀取這些數據時,按照堆棧指示器中的地址讀取數據,堆棧指示器中的地址數自動減 1。這
個過程叫做「彈出pop」。如此就實現了後進先出的原則。
推薦學習《python教程》。

C. python幾種經典排序方法的實現

class SortMethod:
'''
插入排序的基本操作就是將一個數據插入到已經排好序的有序數據中,從而得到一個新的、個數加一的有序數據,演算法適用於少量數據的排序,時間復雜度為O(n^2)。是穩定的排序方法。
插入演算法把要排序的數組分成兩部分:
第一部分包含了這個數組的所有元素,但將最後一個元素除外(讓數組多一個空間才有插入的位置)
第二部分就只包含這一個元素(即待插入元素)。
在第一部分排序完成後,再將這個最後元素插入到已排好序的第一部分中。
'''
def insert_sort(lists):
# 插入排序
count = len(lists)
for i in range(1, count):
key = lists[i]
j = i - 1
while j >= 0:
if lists[j] > key:
lists[j + 1] = lists[j]
lists[j] = key
j -= 1
return lists
'''
希爾排序 (Shell Sort) 是插入排序的一種。也稱縮小增量排序,是直接插入排序演算法的一種更高效的改進版本。希爾排序是非穩定排序演算法。該方法因 DL.Shell 於 1959 年提出而得名。
希爾排序是把記錄按下標的一定增量分組,對每組使用直接插入排序演算法排序;隨著增量逐漸減少,每組包含的關鍵詞越來越多,當增量減至 1 時,整個文件恰被分成一組,演算法便終止。
'''
def shell_sort(lists):
# 希爾排序
count = len(lists)
step = 2
group = count / step
while group > 0:
for i in range(0, group):
j = i + group
while j < count:
k = j - group
key = lists[j]
while k >= 0:
if lists[k] > key:
lists[k + group] = lists[k]
lists[k] = key
k -= group
j += group
group /= step
return lists
'''
冒泡排序重復地走訪過要排序的數列,一次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換,也就是說該數列已經排序完成。
'''
def bubble_sort(lists):
# 冒泡排序
count = len(lists)
for i in range(0, count):
for j in range(i + 1, count):
if lists[i] > lists[j]:
temp = lists[j]
lists[j] = lists[i]
lists[i] = temp
return lists
'''
快速排序
通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分,其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小,然後再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序,整個排序過程可以遞歸進行,以此達到整個數據變成有序序列
'''
def quick_sort(lists, left, right):
# 快速排序
if left >= right:
return lists
key = lists[left]
low = left
high = right
while left < right:
while left < right and lists[right] >= key:
right -= 1
lists[left] = lists[right]
while left < right and lists[left] <= key:
left += 1
lists[right] = lists[left]
lists[right] = key
quick_sort(lists, low, left - 1)
quick_sort(lists, left + 1, high)
return lists
'''
直接選擇排序
第 1 趟,在待排序記錄 r[1] ~ r[n] 中選出最小的記錄,將它與 r[1] 交換;
第 2 趟,在待排序記錄 r[2] ~ r[n] 中選出最小的記錄,將它與 r[2] 交換;
以此類推,第 i 趟在待排序記錄 r[i] ~ r[n] 中選出最小的記錄,將它與 r[i] 交換,使有序序列不斷增長直到全部排序完畢。
'''
def select_sort(lists):
# 選擇排序
count = len(lists)
for i in range(0, count):
min = i
for j in range(i + 1, count):
if lists[min] > lists[j]:
min = j
temp = lists[min]
lists[min] = lists[i]
lists[i] = temp
return lists
'''
堆排序 (Heapsort) 是指利用堆積樹(堆)這種數據結構所設計的一種排序演算法,它是選擇排序的一種。
可以利用數組的特點快速定位指定索引的元素。堆分為大根堆和小根堆,是完全二叉樹。大根堆的要求是每個節點的值都不大於其父節點的值,即 A[PARENT[i]] >= A[i]。
在數組的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因為根據大根堆的要求可知,最大的值一定在堆頂。
'''
# 調整堆
def adjust_heap(lists, i, size):
lchild = 2 * i + 1
rchild = 2 * i + 2
max = i
if i < size / 2:
if lchild < size and lists[lchild] > lists[max]:
max = lchild
if rchild < size and lists[rchild] > lists[max]:
max = rchild
if max != i:
lists[max], lists[i] = lists[i], lists[max]
adjust_heap(lists, max, size)
# 創建堆
def build_heap(lists, size):
for i in range(0, (size/2))[::-1]:
adjust_heap(lists, i, size)
# 堆排序
def heap_sort(lists):
size = len(lists)
build_heap(lists, size)
for i in range(0, size)[::-1]:
lists[0], lists[i] = lists[i], lists[0]
adjust_heap(lists, 0, i)
'''
歸並排序是建立在歸並操作上的一種有效的排序演算法,該演算法是採用分治法 (Divide and Conquer) 的一個非常典型的應用。將已有序的子序列合並,得到完全有序的序列;即先使每個子序列有序,再使子序列段間有序。若將兩個有序表合並成一個有序表,稱為二路歸並。
歸並過程為:
比較 a[i] 和 a[j] 的大小,若 a[i]≤a[j],則將第一個有序表中的元素 a[i] 復制到 r[k] 中,並令 i 和 k 分別加上 1;
否則將第二個有序表中的元素 a[j] 復制到 r[k] 中,並令 j 和 k 分別加上 1,如此循環下去,直到其中一個有序表取完,然後再將另一個有序表中剩餘的元素復制到 r 中從下標 k 到下標 t 的單元。歸並排序的演算法我們通常用遞歸實現,先把待排序區間 [s,t] 以中點二分,接著把左邊子區間排序,再把右邊子區間排序,最後把左區間和右區間用一次歸並操作合並成有序的區間 [s,t]。
'''
def merge(left, right):
i, j = 0, 0
result = []
while i < len(left) and j < len(right):
if left[i] <= right[j]:
result.append(left[i])
i += 1
else:
result.append(right[j])
j += 1
result += left[i:]
result += right[j:]
return result
def merge_sort(lists):
# 歸並排序
if len(lists) <= 1:
return lists
num = len(lists) / 2
left = merge_sort(lists[:num])
right = merge_sort(lists[num:])
return merge(left, right)
'''
基數排序 (radix sort) 屬於「分配式排序」 (distribution sort),又稱「桶子法」 (bucket sort) 或 bin sort,顧名思義,它是透過鍵值的部份資訊,將要排序的元素分配至某些「桶」中,藉以達到排序的作用,基數排序法是屬於穩定性的排序。
其時間復雜度為 O (nlog(r)m),其中 r 為所採取的基數,而 m 為堆數,在某些時候,基數排序法的效率高於其它的穩定性排序法。
'''
import math
def radix_sort(lists, radix=10):
k = int(math.ceil(math.log(max(lists), radix)))
bucket = [[] for i in range(radix)]
for i in range(1, k+1):
for j in lists:
bucket[j/(radix**(i-1)) % (radix**i)].append(j)
del lists[:]
for z in bucket:
lists += z
del z[:]
return lists
---------------------
作者:CRazyDOgen
來源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/jipang6225/article/details/79975312
版權聲明:本文為博主原創文章,轉載請附上博文鏈接!

D. python中有哪些簡單的演算法

你好:
跟你詳細說一下python的常用8大演算法:
1、插入排序
插入排序的基本操作就是將一個數據插入到已經排好序的有序數據中,從而得到一個新的、個數加一的有序數據,演算法適用於少量數據的排序,時間復雜度為O(n^2)。是穩定的排序方法。插入演算法把要排序的數組分成兩部分:第一部分包含了這個數組的所有元素,但將最後一個元素除外(讓數組多一個空間才有插入的位置),而第二部分就只包含這一個元素(即待插入元素)。在第一部分排序完成後,再將這個最後元素插入到已排好序的第一部分中。
2、希爾排序
希爾排序(Shell Sort)是插入排序的一種。也稱縮小增量排序,是直接插入排序演算法的一種更高效的改進版本。希爾排序是非穩定排序演算法。該方法因DL.Shell於1959年提出而得名。 希爾排序是把記錄按下標的一定增量分組,對每組使用直接插入排序演算法排序;隨著增量逐漸減少,每組包含的關鍵詞越來越多,當增量減至1時,整個文件恰被分成一組,演算法便終止。
3、冒泡排序
它重復地走訪過要排序的數列,一次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換,也就是說該數列已經排序完成。
4、快速排序
通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分,其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小,然後再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序,整個排序過程可以遞歸進行,以此達到整個數據變成有序序列。
5、直接選擇排序
基本思想:第1趟,在待排序記錄r1 ~ r[n]中選出最小的記錄,將它與r1交換;第2趟,在待排序記錄r2 ~ r[n]中選出最小的記錄,將它與r2交換;以此類推,第i趟在待排序記錄r[i] ~ r[n]中選出最小的記錄,將它與r[i]交換,使有序序列不斷增長直到全部排序完畢。
6、堆排序
堆排序(Heapsort)是指利用堆積樹(堆)這種數據結構所設計的一種排序演算法,它是選擇排序的一種。可以利用數組的特點快速定位指定索引的元素。堆分為大根堆和小根堆,是完全二叉樹。大根堆的要求是每個節點的值都不大於其父節點的值,即A[PARENT[i]] >= A[i]。在數組的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因為根據大根堆的要求可知,最大的值一定在堆頂。
7、歸並排序
歸並排序是建立在歸並操作上的一種有效的排序演算法,該演算法是採用分治法(Divide and Conquer)的一個非常典型的應用。將已有序的子序列合並,得到完全有序的序列;即先使每個子序列有序,再使子序列段間有序。若將兩個有序表合並成一個有序表,稱為二路歸並。
歸並過程為:比較a[i]和a[j]的大小,若a[i]≤a[j],則將第一個有序表中的元素a[i]復制到r[k]中,並令i和k分別加上1;否則將第二個有序表中的元素a[j]復制到r[k]中,並令j和k分別加上1,如此循環下去,直到其中一個有序表取完,然後再將另一個有序表中剩餘的元素復制到r中從下標k到下標t的單元。歸並排序的演算法我們通常用遞歸實現,先把待排序區間[s,t]以中點二分,接著把左邊子區間排序,再把右邊子區間排序,最後把左區間和右區間用一次歸並操作合並成有序的區間[s,t]。
8、基數排序
基數排序(radix sort)屬於「分配式排序」(distribution sort),又稱「桶子法」(bucket sort)或bin sort,顧名思義,它是透過鍵值的部分資訊,將要排序的元素分配至某些「桶」中,藉以達到排序的作用,基數排序法是屬於穩定性的排序,其時間復雜度為O (nlog(r)m),其中r為所採取的基數,而m為堆數,在某些時候,基數排序法的效率高於其它的穩定性排序法。

E. python heapq是線程安全嗎

堆的定義:
堆是一種特殊的數據結構,它的通常的表示是它的根結點的值最大或者是最小。
python中heapq的使用
列出一些常見的用法:
heap = []#建立一個常見的堆
heappush(heap,item)#往堆中插入一條新的值
item = heappop(heap)#彈出最小的值
item = heap[0]#查看堆中最小的值,不彈出
heapify(x)#以線性時間將一個列表轉為堆
item = heapreplace(heap,item)#彈出一個最小的值,然後將item插入到堆當中。堆的整體的結構不會發生改變。
heappoppush()#彈出最小的值,並且將新的值插入其中
merge()#將多個堆進行合並
nlargest(n , iterbale, key=None)從堆中找出做大的N個數,key的作用和sorted( )方法裡面的key類似,用列表元素的某個屬性和函數作為關鍵字

F. python中的數據結構分析

1.Python數據結構篇

數據結構篇主要是閱讀[Problem Solving with Python](Welcome to Problem Solving with Algorithms and Data Structures) [該網址鏈接可能會比較慢]時寫下的閱讀記錄,當然,也結合了部分[演算法導論](Introction to Algorithms)
中的內容,此外還有不少wikipedia上的內容,所以內容比較多,可能有點雜亂。這部分主要是介紹了如何使用Python實現常用的一些數據結構,例
如堆棧、隊列、二叉樹等等,也有Python內置的數據結構性能的分析,同時還包括了搜索和排序(在演算法設計篇中會有更加詳細的介紹)的簡單總結。每篇文
章都有實現代碼,內容比較多,簡單演算法一般是大致介紹下思想及演算法流程,復雜的演算法會給出各種圖示和代碼實現詳細介紹。

**這一部分是下
面演算法設計篇的前篇,如果數據結構還不錯的可以直接看演算法設計篇,遇到問題可以回來看數據結構篇中的某個具體內容充電一下,我個人認為直接讀演算法設計篇比
較好,因為大家時間也都比較寶貴,如果你會來讀這些文章說明你肯定有一定基礎了,後面的演算法設計篇中更多的是思想,這里更多的是代碼而已,嘿嘿。**

(1)[搜索](Python Data Structures)

簡述順序查找和二分查找,詳述Hash查找(hash函數的設計以及如何避免沖突)

(2)[排序](Python Data Structures)

簡述各種排序演算法的思想以及它的圖示和實現

(3)[數據結構](Python Data Structures)

簡述Python內置數據結構的性能分析和實現常用的數據結構:棧、隊列和二叉堆

(4)[樹總結](Python Data Structures)

簡述二叉樹,詳述二叉搜索樹和AVL樹的思想和實現

2.Python演算法設計篇

演算法設計篇主要是閱讀[Python Algorithms: Mastering Basic Algorithms in the Python Language](Python Algorithms: Mastering Basic Algorithms in the Python Language)[**點擊鏈接可進入Springer免費下載原書電子版**]之後寫下的讀書總結,原書大部分內容結合了經典書籍[演算法導論](Introction to Algorithms),
內容更加細致深入,主要是介紹了各種常用的演算法設計思想,以及如何使用Python高效巧妙地實現這些演算法,這里有別於前面的數據結構篇,部分演算法例如排
序就不會詳細介紹它的實現細節,而是側重於它內在的演算法思想。這部分使用了一些與數據結構有關的第三方模塊,因為這篇的重點是演算法的思想以及實現,所以並
沒有去重新實現每個數據結構,但是在介紹演算法的同時會分析Python內置數據結構以及第三方數據結構模塊的優缺點,也就意味著該篇比前面都要難不少,但
是我想我的介紹應該還算簡單明了,因為我用的都是比較朴實的語言,並沒有像演算法導論一樣列出一堆性質和定理,主要是對著某個問題一步步思考然後演算法就出來
了,嘿嘿,除此之外,裡面還有很多關於python開發的內容,精彩真的不容錯過!

這里每篇文章都有實現代碼,但是代碼我一般都不會分
析,更多地是分析演算法思想,所以內容都比較多,即便如此也沒有包括原書對應章節的所有內容,因為內容實在太豐富了,所以我只是選擇經典的演算法實例來介紹算
法核心思想,除此之外,還有不少內容是原書沒有的,部分是來自演算法導論,部分是來自我自己的感悟,嘻嘻。該篇對於大神們來說是小菜,請一笑而過,對於菜鳥
們來說可能有點難啃,所以最適合的是和我水平差不多的,對各個演算法都有所了解但是理解還不算深刻的半桶水的程序猿,嘿嘿。

本篇的順序按照原書[Python Algorithms: Mastering Basic Algorithms in the Python Language](Python Algorithms: Mastering Basic Algorithms in the Python Language)的章節來安排的(章節標題部分相同部分不同喲),為了節省時間以及保持原著的原滋原味,部分內容(一般是比較難以翻譯和理解的內容)直接摘自原著英文內容。

**1.
你也許覺得很多內容你都知道嘛,沒有看的必要,其實如果是我的話我也會這么想,但是如果只是歸納一個演算法有哪些步驟,那這個總結也就沒有意義了,我覺得這
個總結的亮點在於想辦法說清楚一個演算法是怎麼想出來的,有哪些需要注意的,如何進行優化的等等,採用問答式的方式讓讀者和我一起來想出某個問題的解,每篇
文章之後都還有一兩道小題練手喲**

**2.你也許還會說演算法導論不是既權威又全面么,基本上每個演算法都還有詳細的證明呢,讀演算法導論豈
不更好些,當然,你如果想讀演算法導論的話我不攔著你,讀完了感覺自己整個人都不好了別怪小弟沒有提醒你喲,嘻嘻嘻,左一個性質右一個定理實在不適合演算法科
普的啦,沒有多少人能夠堅持讀完的。但是碼農與蛇的故事內容不多喲,呵呵呵**

**3.如果你細讀本系列的話我保證你會有不少收獲的,需要看演算法導論哪個部分的地方我會給出提示的,嘿嘿。溫馨提示,前面三節內容都是介紹基礎知識,所以精彩內容從第4節開始喲,么么噠 O(∩_∩)O~**

(1)[Python Algorithms - C1 Introction](Python Algorithms)

本節主要是對原書中的內容做些簡單介紹,說明演算法的重要性以及各章節的內容概要。

(2)[Python Algorithms - C2 The basics](Python Algorithms)

**本節主要介紹了三個內容:演算法漸近運行時間的表示方法、六條演算法性能評估的經驗以及Python中樹和圖的實現方式。**

(3)[Python Algorithms - C3 Counting 101](Python Algorithms)

原書主要介紹了一些基礎數學,例如排列組合以及遞歸循環等,但是本節只重點介紹計算演算法的運行時間的三種方法

(4)[Python Algorithms - C4 Inction and Recursion and Rection](Python Algorithms)

**本節主要介紹演算法設計的三個核心知識:Inction(推導)、Recursion(遞歸)和Rection(規約),這是原書的重點和難點部分**

(5)[Python Algorithms - C5 Traversal](Python Algorithms)

**本節主要介紹圖的遍歷演算法BFS和DFS,以及對拓撲排序的另一種解法和尋找圖的(強)連通分量的演算法**

(6)[Python Algorithms - C6 Divide and Combine and Conquer](Python Algorithms)

**本節主要介紹分治法策略,提到了樹形問題的平衡性以及基於分治策略的排序演算法**

(7)[Python Algorithms - C7 Greedy](Python Algorithms)

**本節主要通過幾個例子來介紹貪心策略,主要包括背包問題、哈夫曼編碼和最小生成樹等等**

(8)[Python Algorithms - C8 Dynamic Programming](Python Algorithms)

**本節主要結合一些經典的動規問題介紹動態規劃的備忘錄法和迭代法這兩種實現方式,並對這兩種方式進行對比**

(9)[Python Algorithms - C9 Graphs](Python Algorithms)

**本節主要介紹圖演算法中的各種最短路徑演算法,從不同的角度揭示它們的內核以及它們的異同**

閱讀全文

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