Sterta -> własna implementacja

0

Chcę dla ćwiczeń zaimplementować własną stertę, ale nie chcę rozwiązania w tablicy ani w wektorze, chcę stworzyć to na podstawie tej struktury (umieszczonej w klasie implemtujacej stertę):

struct node
    {
        T value;
        std::unique_ptr<node> right;
        std::unique_ptr<node> left;

        node(T value)
        {
            this->value = value;
            this->right = nullptr;
            this->left = nullptr;
        }
    };

moje pytanie jest jak zrealizować wstawianie nowego elementu do sterty opartej na tej strukturze? Szukałem informacji w internecie ale większość jest dla mnie niezrozumiała chodzi mi o to jak dokładnie znaleźć miejsce w które dopisać nowy element (później przywrócenie warunku sterty nie jest problemem bo dobrze rozumiem o co w tym chodzi) ale ten wybór właściwego miejsca... z góry dzięki za pomoc :)

1

sterta jest FIFO (First in first out)
Na tablicy byla by efektywniejsza (bo np. wiesz ktory jest ostatni)
na wskaznikach bedziesz musial przejsc do konca struktury i go zwrocic do tego mozesz napisac funkcje
public T pop()

0
fasadin napisał(a):

Na tablicy byla by efektywniejsza (bo wiesz ktory jest ostatni)
na wskaznikach bedziesz musial przejsc do konca struktury i go zwrocic do tego mozesz napisac funkcje

Masz rację, ale nie dlatego sterta na tablicy jest efektywniejsza, że możemy zlokalizować ostatni element. Przecież możemy zapisać wskaźnik na ostatni element jako dodatkową informację w samej klasie reprezentującej stertę. Problem jest z nieefektywnym używaniem pamięci podręcznej.

Dodatkowo, implementacja tablicowa dzięki dostępowi do dowolnego elementu w czasie O(1) pozwala zaimplementować budowanie kopca (tworzenie sterty z sekwencji elementów) w czasie liniowym O(n), a nie O(nlogn) (Edit: w sumie jak o tym myślę, to i na drzewie dałoby się to zrobić, trzeba by tylko zakolejkować poziomy)

0

@fasadin: od kiedy sterta to LIFO? Pomyliło Ci się ze stosem :) Przecież sterta jest oparta na drzewach.

0

Sterta jest jedną z możliwych implementacji kolejki priorytetowej.
FIFO/LIFO to nie wiem skąd się wzięło, może po części pomylone z tym:
http://www.csl.mtu.edu/cs2321[...]res/09_Inplace_Heap_Sort.html

1

Sterta to struktura drzewiasta. Zresztą tak masz przygotowanego node'a. Twój node ma dwójkę dzieci - left i right. Ja bym do tego dodał jeszcze parenta. Mała zmiana, ale dość istotna. Wygląda to na drzewo binarne (bo node ma tylko dwójkę dzieci). Teraz wyjścia są dwa. Dziecko zawsze ma większą wartość od rodzica (min heap) albo zawsze mniejszą (max heap).

Załóżmy, że korzeń ma najmniejszą możliwą wartość = 0.
To teraz przy tworzeniu pierwszego elementu dasz mu wartość np. 1. Przy czym drugi element niekoniecznie ma mieć wartość 2. Może to być 100. I teraz, jeśli wkładasz kolejny element o wartości np. 5, wtedy wiesz, że musi być dzieckiem elementu o wartości 1. To nie takie proste. Wiesz, jak działają drzewa?

Generalnie możliwości jest mnóstwo. Korzeń może mieć jakąś "losową" wartość. Wtedy element po lewej stronie powinien mieć mniejszą, a po prawej większą itd -> przy drzewie zrównoważonym. Możesz mieć też tak, że wartość korzenia to 0 i każdy inny element jest większy o 1. Wtedy masz drzewo niezrównoważone.

Może to Ci coś rozjaśni: https://pl.wikipedia.org/wiki/Binarne_drzewo_poszukiwa%C5%84

0

Tak, drzewo BST już piałem teraz chciałem zrobić sobie kopiec w podobnym stylu, ale widzę ze to nie takie proste

1
przemyslowiec napisał(a):

Tak, drzewo BST już piałem teraz chciałem zrobić sobie kopiec w podobnym stylu, ale widzę ze to nie takie proste

Kopiec w wersji podstawowej (binarny) jest ultra prosty. Podobnie jak sortowanie bąbelkowe można implementować z pamięci.
Wystarczy potentegować w głowie i pamiętać o kilku faktach:
a) kopiec realizujesz na tablicy (array)
b) są dwie wersje obliczenia pozycji

https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_heap

1
przemyslowiec napisał(a):

Tak, drzewo BST już piałem teraz chciałem zrobić sobie kopiec w podobnym stylu, ale widzę ze to nie takie proste

Zauważ, że kopiec (dokładniej binary heap) tworzy pełne drzewo (tzn. zbalansowane, bez brakujących elementów), zawsze wstawiasz element na poziomie, który jest jeszcze w stanie pomieścić nowe elementy. Żeby osiągnąć podobny efekt nie używając tablicy musiałbyś dodatkowo trzymać wskaźniki na sąsiadów na danym poziomie albo zapamiętywać i uaktualniać ilość potomków dla każdego wierzchołka (schodząc w dół wybierasz drzewo, które jeszcze nie jest pełne, z pierwszeństwem lewego podrzewa; jeżeli oba śa pełne tzn ze trzeba dodać nowy poziom, więc schodzisz do skrajnego lewego liścia).

0

Jeszcze jak ktoś ma ochotę to chętnie przyjmę krytykę kodu (napisałem dopiero tylko dodawanie elementów ale opinia kogoś bardziej zaawansowanego zawsze mile widziana)

heap.h

#pragma once
#include <vector>

class heap
{
public:
    heap();

    void push(int value);

    void print();
private:
    std::vector<int> data;
};

heap.cpp

#include "heap.h"
#include <iostream>

heap::heap()
{

}

void heap::print()
{
    std::clog << "Własny kopiec\n";
    for(int i = 0; i<data.size(); i++)
    {
        std::clog << data[i] << " ";
    }
}

void heap::push(int value)
{
    data.push_back(value);

    int index = data.size() - 1; //indeks ostatniego elemetu
    int parent = (index - 1) / 2;

    while (index>0 && data[parent]<value)
    {
        data[index] = data[parent];

        index = parent;

        parent = (index - 1) / 2;
    }
    data[index] = value;
}

zdecydował się jednak na tablicę, później może zrobię to z użyciem wskaźników :)

1 użytkowników online, w tym zalogowanych: 0, gości: 1, botów: 0