了解C++中STL的堆操作：构建、拆解和排序 堆（Heap）

本文主要是介绍了解C++中STL的堆操作：构建、拆解和排序 堆（Heap），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、简介

首先要要熟悉堆（Heap）是什么以及它们是如何工作的，如果你不知道什么是堆（Heap），可以先阅读前面的文章，再来看这篇文章会更好。

好了，现在假设你已经清楚堆（Heap），可以使用C++的STL来构建堆、拆解堆和对堆进行排序。

以一个堆（Heap）的例子开始：

这是一个最大堆，最大的元素在顶部。我们将插入一个元素（这与C++并没有太大关系），它是如何在堆数据结构中插入一个元素。

二、std::push_heap

在堆的末尾添加8.8。这并不是它正确的位置，所以将使它通过堆向上移动。将它与其父元素进行比较，每当它大于其父元素时，就对它们进行交换：

这样它最终会到达它的最终位置。

在C++中，堆被表示为连续的结构，例如在std::vector中。因此，将这个堆压缩成一个数组。

现在要添加一个元素，将在向量的末尾push_back这个元素，并调用std::push_heap，使这个最后一个元素向其最终位置在堆中向上移动：

std::vector myHeap = // ... 有关std::make_heap，请参见前面的文章
myHeap.push_back(8.8);
std::push_heap(begin(myHeap), end(myHeap));

三、std::pop_heap

那么如何从堆中删除一个元素？只能删除一个元素，即顶部的元素。为了做到这一点，可以使用std::pop_heap。它首先将想要删除的第一个元素与最小的其中一个元素（即最后一个元素）进行交换。

然后，它将使这个小元素在堆中向下移动到其最终位置，通过与其子元素进行比较。每当它小于其中一个子元素时，将它与其最大的子元素交换，以确保能够保持堆的特性。

为了实际去掉曾经在堆顶的元素，它现在位于verctor中的最后位置，在vector上执行一个pop_back：

std::pop_heap(begin(myHeap), end(myHeap));
myHeap.pop_back();

四、std::sort_heap

仔细思考以下，如果重复执行std::pop_heap操作但不把vector中的元素取出来，那么顶部的元素就会按排序顺序堆积在vector的末尾。
这样做的次数越多，堆中的元素就越多，最终得到的是一个排序好的vector，不再有堆(Heap)。

这基本上是std::sort_heap所做的事情：

std::sort_heap(begin(myHeap), end(myHeap));

它接收一个堆并对其进行排序，其复杂度最大为2*N*log(N)。

五、总结

以上就是使用STL操纵堆（Heap）的全部内容。这里看到了如何使用std::push_heap构建堆，如何使用std::pop_heap拆解堆，以及如何使用std::sort_heap对堆进行排序。

这篇关于了解C++中STL的堆操作：构建、拆解和排序 堆（Heap）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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