golang中的container/heap包使用

飞来一张纸片

包 heap 为所有实现了 heap.Interface 的类型提供堆操作。 一个堆即是一棵树， 这棵树的每个节点的值都比它的子节点的值要小， 而整棵树最小的值位于树根（root）， 也即是索引 0 的位置上。
包 heap 采样接口的形式来满足不同的类型的比较。

1. type Interface interface {
   
2.         sort.Interface
   
3.         Push(x any) // add x as element Len()
   
4.         Pop() any   // remove and return element Len() - 1.
   
5. }
   
6. // sort.Interface
   
7. type Interface interface {
   
8.     Len() int
   
9.     Less(i, j int) bool
   
10.     Swap(i, j int)
    
11. }

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因此，你要比较的对象要先实现

1. heap.Interface

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简单排序

1. type myHeap []int
   
2. 
   
3. func (h *myHeap) Less(i, j int) bool {
   
4.         return (*h)[i] < (*h)[j]
   
5. }
   
6. 
   
7. func (h *myHeap) Swap(i, j int) {
   
8.         (*h)[i], (*h)[j] = (*h)[j], (*h)[i]
   
9. }
   
10. 
    
11. func (h *myHeap) Len() int {
    
12.         return len(*h)
    
13. }
    
14. 
    
15. // 把最后一个弹出，因为最小的值已经被换到了最后
    
16. func (h *myHeap) Pop() (v any) {
    
17.         *h, v = (*h)[:h.Len()-1], (*h)[h.Len()-1]
    
18.         return
    
19. }
    
20. 
    
21. func (h *myHeap) Push(v any) {
    
22.         *h = append(*h, v.(int))
    
23. }
    
24. 
    
25. // 从小到大排序
    
26. func HeapSort(data []int) []int {
    
27.         hp := &myHeap{}
    
28.         for _, v := range data {
    
29.                 heap.Push(hp, v)
    
30.         }
    
31.         heap.Init(hp)
    
32.         res := make([]int, hp.Len())
    
33.         for i := 0; hp.Len() > 0; i++ {
    
34.                 res[i] = heap.Pop(hp).(int)
    
35.         }
    
36. 
    
37.         return res
    
38. }
    
39. 
    
40. // data = 6, 0, 1, 7, 9, 4, 3, 8, 2, 5
    
41. // hp 中存储的是 0, 2, 1, 6, 5, 4, 3, 8, 7, 9

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优先队列

使用一个 priority 字段来表示优先级大小，使用 index 字段来表示索引。

1. type Item struct {
   
2.         value    string
   
3.         priority int
   
4.         index    int
   
5. }
   
6. type PriorityQueue []*Item
   
7. 
   
8. func (pq PriorityQueue) Len() int { return len(pq) }
   
9. 
   
10. func (pq PriorityQueue) Less(i, j int) bool {
    
11.         return pq[i].priority > pq[j].priority
    
12. }
    
13. 
    
14. func (pq PriorityQueue) Swap(i, j int) {
    
15.         pq[i], pq[j] = pq[j], pq[i]
    
16.         pq[i].index = i
    
17.         pq[j].index = j
    
18. }
    
19. 
    
20. func (pq *PriorityQueue) Push(x any) {
    
21.         n := len(*pq)
    
22.         item := x.(*Item)
    
23.         item.index = n
    
24.         *pq = append(*pq, item)
    
25. }
    
26. 
    
27. func (pq *PriorityQueue) Pop() any {
    
28.         old := *pq
    
29.         n := len(old)
    
30.         item := old[n-1]
    
31.         old[n-1] = nil  // avoid memory leak
    
32.         item.index = -1 // for safety
    
33.         *pq = old[0 : n-1]
    
34.         return item
    
35. }
    
36. 
    
37. func (pq *PriorityQueue) update(item *Item, value string, priority int) {
    
38.         item.value = value
    
39.         item.priority = priority
    
40.         heap.Fix(pq, item.index)
    
41. }
    
42. 
    
43. func PriorityQueueTest() {
    
44.         items := map[string]int{
    
45.                 "banana": 3, "apple": 2, "pear": 4,
    
46.         }
    
47. 
    
48.         pq := make(PriorityQueue, len(items))
    
49.         i := 0
    
50.         for value, priority := range items {
    
51.                 pq[i] = &Item{
    
52.                         value:    value,
    
53.                         priority: priority,
    
54.                         index:    i,
    
55.                 }
    
56.                 i++
    
57.         }
    
58.         heap.Init(&pq)
    
59. 
    
60.         item := &Item{
    
61.                 value:    "orange",
    
62.                 priority: 1,
    
63.         }
    
64.         heap.Push(&pq, item)
    
65.         pq.update(item, item.value, 5)
    
66. 
    
67.         for pq.Len() > 0 {
    
68.                 item := heap.Pop(&pq).(*Item)
    
69.                 fmt.Printf("%.2d:%s ", item.priority, item.value)
    
70.         }
    
71. }

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按时间排序

1. type TimeSortedQueueItem struct {
   
2.         Time  int64
   
3.         Value interface{}
   
4. }
   
5. 
   
6. type TimeSortedQueue []*TimeSortedQueueItem
   
7. 
   
8. func (q TimeSortedQueue) Len() int           { return len(q) }
   
9. func (q TimeSortedQueue) Less(i, j int) bool { return q[i].Time < q[j].Time }
   
10. func (q TimeSortedQueue) Swap(i, j int)      { q[i], q[j] = q[j], q[i] }
    
11. 
    
12. func (q *TimeSortedQueue) Push(v interface{}) {
    
13.         *q = append(*q, v.(*TimeSortedQueueItem))
    
14. }
    
15. 
    
16. func (q *TimeSortedQueue) Pop() interface{} {
    
17.         n := len(*q)
    
18.         item := (*q)[n-1]
    
19.         *q = (*q)[0 : n-1]
    
20.         return item
    
21. }
    
22. 
    
23. func NewTimeSortedQueue(items ...*TimeSortedQueueItem) *TimeSortedQueue {
    
24.         q := make(TimeSortedQueue, len(items))
    
25.         for i, item := range items {
    
26.                 q[i] = item
    
27.         }
    
28.         heap.Init(&q)
    
29.         return &q
    
30. }
    
31. 
    
32. func (q *TimeSortedQueue) PushItem(time int64, value interface{}) {
    
33.         heap.Push(q, &TimeSortedQueueItem{
    
34.                 Time:  time,
    
35.                 Value: value,
    
36.         })
    
37. }
    
38. 
    
39. func (q *TimeSortedQueue) PopItem() interface{} {
    
40.         if q.Len() == 0 {
    
41.                 return nil
    
42.         }
    
43. 
    
44.         return heap.Pop(q).(*TimeSortedQueueItem).Value
    
45. }

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老痞夫猎

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