如何使用 Python 堆实现最大值和最小值的查找？

Python 的 heapq 模块提供了对堆的支持，可以通过 heapq 实现对最大值和最小值的查找。

首先，要创建一个堆，可以使用 Python 的列表来表示堆，再通过 heapq 模块中的函数将列表转换为堆。

以下是使用 heapq 模块实现最小值和最大值的查找的代码示例：

import heapq

# 创建一个堆
arr = [5, 1, 9, 3, 7, 6]
heapq.heapify(arr)

# 查找最小值
print(heapq.heappop(arr))  # 输出：1

# 可以通过将所有元素取反再放入堆中，实现查找最大值
max_heap = [-x for x in arr]
heapq.heapify(max_heap)
print(-heapq.heappop(max_heap))  # 输出：9

在上面的代码中，我们首先创建一个列表并使用 heapq.heapify() 函数将它转换为一个堆。然后，使用 heapq.heappop() 函数查找堆中的最小值，该函数会弹出堆中的最小元素，所以第一次执行后输出的是最小值 1。

接下来，我们需要实现查找最大值的功能。可以将所有元素取反再放入堆中，这样最大值就变成了最小值。具体来说，首先创建一个取反后的列表 max_heap，然后再将其转换为堆。最后使用 heapq.heappop() 函数查找最小值，取反后输出的就是最大值 9。

需要注意的是，如果列表中存在负数，那么取反后可能会出现问题，因为当列表中的元素相同时，取反后相反数相同，可能无法正确地实现查找最大值。此时可以使用 Python 内置的 max() 和 min() 函数。

下面是一个字符串作为示例的代码：

import heapq

s = "pidancode.com"
arr = list(s)
heapq.heapify(arr)
print(heapq.heappop(arr))  # 输出："."

max_heap = [-ord(x) for x in arr]  # ord() 函数返回字符的 ASCII 码值
heapq.heapify(max_heap)
print(chr(-heapq.heappop(max_heap)))  # 输出："p"

在这个示例中，我们首先将字符串转换为一个列表，并使用 heapq.heapify() 函数将其转换为堆。然后，使用 heapq.heappop() 函数查找最小值，输出的是字符串中的最小字符 "."。

接着，我们将每个字符的 ASCII 码值取反后放入堆中，实现了查找最大值的功能。最后再使用 chr() 函数将取反后的最大字符转换为原始字符，输出的是字符串中的最大字符 "p"。