2020-08-11 排序 最小堆 最大堆

题目链接

https://leetcode-cn.com/problems/smallest-k-lcci/

其他练习
https://leetcode-cn.com/problems/last-stone-weight/

参考链接

https://blog.csdn.net/varyall/article/details/81099681

https://blog.csdn.net/genios/article/details/8157031

https://blog.csdn.net/jamfiy/article/details/88185512

堆、栈

堆和栈的区别:

一、堆栈空间分配区别:

1、栈(操作系统):由操作系统自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈;

2、堆(操作系统): 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收,分配方式倒是类似于链表。

二、堆栈缓存方式区别:

1、栈使用的是一级缓存, 他们通常都是被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放;

2、堆是存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定(并不是一旦成为孤儿对象就能被回收)。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

三、堆栈数据结构区别:

堆(数据结构):堆可以被看成是一棵树,如:堆排序;

栈(数据结构):一种先进后出的数据结构。

一种著名的数据结构是堆(heap),它是一种优先队列。优先队列让你能够以任意顺序添加对象,并随时(可能是在两次添加对象之间)找出(并删除)最小的元素。相比于列表方法min,这样做的效率要高得多。

实际上,Python没有独立的堆类型,而只有一个包含一些堆操作函数的模块。这个模块名为heapq(其中的q表示队列),它包含6个函数,其中前4个与堆操作直接相关。必须使用列表来表示堆对象本身。

python heapq模块

其中heapreplace相当于连续执行heappop和heappush

堆特征(heap property):

元素的排列顺序并不像看起来那么随意。它们虽然不是严格排序的,但必须保证一点:位置i处的元素总是大于位置i // 2处的元素(反过来说就是小于位置2 * i和2 * i + 1处的元素)。这是底层堆算法的基础,称为堆特征(heap property)。

创建 堆:
时间复杂度
https://www.cnblogs.com/zuotongbin/p/10702001.html

1.heappush 将list元素压入

from heapq import * 
from random import shuffle 
data = list(range(10)) 
shuffle(data) 
heap = [] 
for n in data: 
    heappush(heap, n) 
heap 

#[0, 1, 3, 6, 2, 8, 4, 7, 9, 5] 

2.对list元素使用 heapify函数

heap = [5, 8, 0, 3, 6, 7, 9, 1, 4, 2] 
heapify(heap) 

解题代码

    def smallestK(self, arr: List[int], k: int) -> List[int]:
        out=[-i for i in arr[:k]]
        
        if not out:
            return out
        
        
        import heapq
        heapq.heapify(out)
        
        for i in arr[k:]:
            if (-i)>out[0]:
                heapq.heapreplace(out,-i)
            else:
                continue
        return [-i for i in out]

求maximumK 不使用负号即可

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