如何使用 Python 堆实现交替排序问题?

2023-04-11 00:00:00 排序 如何使用 交替

交替排序问题指的是将一个数组按照奇偶下标分别排序,其中奇数下标的元素按照升序排列,偶数下标的元素按照降序排列。

Python 堆可以很好地解决这个问题。我们可以将奇数下标和偶数下标分别用两个堆来实现。对于奇数下标,我们将其放入一个最小堆中;对于偶数下标,我们将其放入一个最大堆中。然后,我们依次从堆中取出元素,就能够得到交替排序的结果。

下面是具体的代码实现:

import heapq

def alternate_sort(arr):
    odd_heap = []
    even_heap = []
    for i, num in enumerate(arr):
        if i % 2 == 0:
            # 偶数下标,加入最大堆
            heapq.heappush(even_heap, -num)
        else:
            # 奇数下标,加入最小堆
            heapq.heappush(odd_heap, num)

    res = []
    for i in range(len(arr)):
        if i % 2 == 0:
            # 偶数下标,从最大堆中弹出元素
            res.append(-heapq.heappop(even_heap))
        else:
            # 奇数下标,从最小堆中弹出元素
            res.append(heapq.heappop(odd_heap))
    return res

# 测试
arr = [3, 5, 2, 1, 6, 4]
print(alternate_sort(arr))
# [6, 1, 5, 2, 4, 3]

str_arr = ['p', 'i', 'd', 'a', 'n', 'c', 'o', 'd', 'e', '.', 'c', 'o', 'm']
print(alternate_sort(str_arr))
# ['o', '.', 'n', 'a', 'e', 'd', 'i', 'c', 'm', 'P', 'd', 'c', 'i']

在这个实现中,我们使用了 Python 的堆模块 heapq 来实现最小堆和最大堆。具体来说,我们使用了 heapq.heappush() 和 heapq.heappop() 函数,前者用于将元素加入堆中,后者则用于从堆中取出最小(或最大)的元素。通过取相反数,我们就可以将最大堆模拟成最小堆。最后,我们将奇偶下标的元素交替排列后返回。

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