[39] | 1 | /* FIXME: Copyright ... |
---|
| 2 | * |
---|
| 3 | * This implementation is heavily based on STL's heap functions and |
---|
| 4 | * the similar class by Alpar Juttner in IKTA... |
---|
| 5 | */ |
---|
| 6 | |
---|
| 7 | /****** |
---|
| 8 | * |
---|
| 9 | * BinHeap<KeyType, ValueType, KeyIntMap, [ValueCompare]> |
---|
| 10 | * |
---|
| 11 | * Ez az osztaly kulcs-ertek parok tarolasara alkalmas binaris kupacot |
---|
| 12 | * valosit meg. |
---|
| 13 | * A kupacban legfolul mindig az a par talalhato, amiben az _ertek_ a |
---|
| 14 | * legkisebb. (Gondolj a Dijkstra pont-tavolsag kupacara; igazabol ahhoz |
---|
| 15 | * lett keszitve...) |
---|
| 16 | * |
---|
| 17 | * Megjegyzes: egy kicsit gyanus nekem, hogy a kupacos temakorben nem |
---|
| 18 | * azt hivjak kulcsnak, amit most en annak nevezek. :) En olyan |
---|
| 19 | * property_map -os ertelemben hasznalom. |
---|
| 20 | * |
---|
| 21 | * A hasznalatahoz szukseg van egy irhato/olvashato property_map-re, ami |
---|
| 22 | * a kulcsokhoz egy int-et tud tarolni (ezzel tudom megkeresni az illeto |
---|
| 23 | * elemet a kupacban a csokkentes es hasonlo muveletekhez). |
---|
| 24 | * A map-re csak referenciat tarol, ugy hogy a kupac elete folyan a map-nek |
---|
| 25 | * is elnie kell. (???) |
---|
| 26 | * |
---|
| 27 | * Ketfele modon hasznalhato: |
---|
| 28 | * Lusta mod: |
---|
| 29 | * put(Key, Value) metodussal pakolunk a kupacba, |
---|
| 30 | * aztan o majd eldonti, hogy ez az elem mar benne van-e es ha igen, akkor |
---|
| 31 | * csokkentettunk-e rajta, vagy noveltunk. |
---|
| 32 | * Ehhez nagyon fontos, hogy az atadott property map inicializalva legyen |
---|
| 33 | * minden szobajovo kulcs ertekre, -1 -es ertekkel! |
---|
| 34 | * Es ilyen esetben a kulcsokrol lekerdezheto az allapotuk a state metodussal: |
---|
| 35 | * (nem jart meg a kupacban PRE_HEAP=-1, epp a kupacban van IN_HEAP=0, |
---|
| 36 | * mar kikerult a kupacbol POST_HEAP=-2). |
---|
| 37 | * Szoval ebben a modban a kupac nagyjabol hasznalhato property_map-kent, csak |
---|
| 38 | * meg meg tudja mondani a "legkisebb" erteku elemet. De csak nagyjabol, |
---|
| 39 | * hiszen a kupacbol kikerult elemeknek elvesz az ertekuk... |
---|
| 40 | * |
---|
| 41 | * Kozvetlen mod: |
---|
| 42 | * push(Key, Value) metodussal belerakunk a kupacba (ha az illeto kulcs mar |
---|
| 43 | * benn volt, akkor gaz). |
---|
| 44 | * increase/decrease(Key k, Value new_value) metodusokkal lehet |
---|
| 45 | * novelni/csokkenteni az illeto kulcshoz tartozo erteket. (Ha nem volt meg |
---|
| 46 | * benne a kupacban az illeto kulcs, vagy nem abba az iranyba valtoztattad |
---|
| 47 | * az erteket, amerre mondtad -- gaz). |
---|
| 48 | * |
---|
| 49 | * Termeszetesen a fenti ket modot ertelemszeruen lehet keverni. |
---|
| 50 | * Ja es mindig nagyon gaz, ha belepiszkalsz a map-be, amit a kupac |
---|
| 51 | * hasznal. :-)) |
---|
| 52 | * |
---|
| 53 | * |
---|
| 54 | * Bocs, most faradt vagyok, majd egyszer leforditom. (Misi) |
---|
| 55 | * |
---|
| 56 | */ |
---|
| 57 | |
---|
| 58 | |
---|
[37] | 59 | #ifndef BIN_HEAP_HH |
---|
| 60 | #define BIN_HEAP_HH |
---|
| 61 | |
---|
| 62 | #include <vector> |
---|
| 63 | #include <utility> |
---|
| 64 | #include <functional> |
---|
| 65 | |
---|
| 66 | namespace marci { |
---|
| 67 | |
---|
| 68 | template <typename Key, typename Val, typename KeyIntMap, |
---|
| 69 | typename Compare = std::less<Val> > |
---|
| 70 | class BinHeap { |
---|
| 71 | |
---|
| 72 | public: |
---|
| 73 | typedef Key KeyType; |
---|
| 74 | // FIXME: stl-ben nem ezt hivjak value_type -nak, hanem a kovetkezot... |
---|
| 75 | typedef Val ValueType; |
---|
| 76 | typedef std::pair<KeyType,ValueType> PairType; |
---|
| 77 | typedef KeyIntMap KeyIntMapType; |
---|
| 78 | typedef Compare ValueCompare; |
---|
| 79 | |
---|
| 80 | /** |
---|
| 81 | * Each Key element have a state associated to it. It may be "in heap", |
---|
| 82 | * "pre heap" or "post heap". The later two are indifferent from the |
---|
| 83 | * heap's point of view, but may be useful to the user. |
---|
| 84 | * |
---|
| 85 | * The KeyIntMap _should_ be initialized in such way, that it maps |
---|
| 86 | * PRE_HEAP (-1) to any element to be put in the heap... |
---|
| 87 | */ |
---|
[39] | 88 | enum state_enum { |
---|
[37] | 89 | IN_HEAP = 0, |
---|
| 90 | PRE_HEAP = -1, |
---|
| 91 | POST_HEAP = -2 |
---|
| 92 | }; |
---|
| 93 | |
---|
| 94 | private: |
---|
| 95 | std::vector<PairType> data; |
---|
| 96 | Compare comp; |
---|
| 97 | // FIXME: jo ez igy??? |
---|
| 98 | KeyIntMap &kim; |
---|
| 99 | |
---|
| 100 | public: |
---|
| 101 | BinHeap(KeyIntMap &_kim) : kim(_kim) {} |
---|
| 102 | BinHeap(KeyIntMap &_kim, const Compare &_comp) : comp(_comp), kim(_kim) {} |
---|
| 103 | |
---|
| 104 | |
---|
| 105 | int size() const { return data.size(); } |
---|
[41] | 106 | bool empty() const { return data.empty(); } |
---|
[37] | 107 | |
---|
| 108 | private: |
---|
| 109 | static int parent(int i) { return (i-1)/2; } |
---|
| 110 | static int second_child(int i) { return 2*i+2; } |
---|
| 111 | bool less(const PairType &p1, const PairType &p2) { |
---|
| 112 | return comp(p1.second, p2.second); |
---|
| 113 | } |
---|
| 114 | |
---|
| 115 | int bubble_up(int hole, PairType p); |
---|
| 116 | int bubble_down(int hole, PairType p, int length); |
---|
| 117 | |
---|
| 118 | void move(const PairType &p, int i) { |
---|
| 119 | data[i] = p; |
---|
| 120 | kim.put(p.first, i); |
---|
| 121 | } |
---|
| 122 | |
---|
[41] | 123 | void rmidx(int h) { |
---|
| 124 | int n = data.size()-1; |
---|
| 125 | if( h>=0 && h<=n ) { |
---|
| 126 | kim.put(data[h].first, POST_HEAP); |
---|
| 127 | if ( h<n ) { |
---|
| 128 | bubble_down(h, data[n], n); |
---|
| 129 | } |
---|
| 130 | data.pop_back(); |
---|
| 131 | } |
---|
| 132 | } |
---|
| 133 | |
---|
[37] | 134 | public: |
---|
| 135 | void push(const PairType &p) { |
---|
| 136 | int n = data.size(); |
---|
| 137 | data.resize(n+1); |
---|
| 138 | bubble_up(n, p); |
---|
| 139 | } |
---|
| 140 | void push(const Key &k, const Val &v) { push(PairType(k,v)); } |
---|
| 141 | |
---|
| 142 | Key top() const { |
---|
| 143 | // FIXME: test size>0 ? |
---|
| 144 | return data[0].first; |
---|
| 145 | } |
---|
| 146 | Val topValue() const { |
---|
| 147 | // FIXME: test size>0 ? |
---|
| 148 | return data[0].second; |
---|
| 149 | } |
---|
| 150 | |
---|
| 151 | void pop() { |
---|
[41] | 152 | rmidx(0); |
---|
| 153 | } |
---|
| 154 | |
---|
| 155 | void erase(const Key &k) { |
---|
| 156 | rmidx(kim.get(k)); |
---|
[37] | 157 | } |
---|
| 158 | |
---|
| 159 | const Val get(const Key &k) const { |
---|
| 160 | int idx = kim.get(k); |
---|
| 161 | return data[idx].second; |
---|
| 162 | } |
---|
| 163 | void put(const Key &k, const Val &v) { |
---|
| 164 | int idx = kim.get(k); |
---|
| 165 | if( idx < 0 ) { |
---|
| 166 | push(k,v); |
---|
| 167 | } |
---|
| 168 | else if( comp(v, data[idx].second) ) { |
---|
| 169 | bubble_up(idx, PairType(k,v)); |
---|
| 170 | } |
---|
| 171 | else { |
---|
| 172 | bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size()); |
---|
| 173 | } |
---|
| 174 | } |
---|
| 175 | |
---|
| 176 | void decrease(const Key &k, const Val &v) { |
---|
| 177 | int idx = kim.get(k); |
---|
| 178 | bubble_up(idx, PairType(k,v)); |
---|
| 179 | } |
---|
| 180 | void increase(const Key &k, const Val &v) { |
---|
| 181 | int idx = kim.get(k); |
---|
| 182 | bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size()); |
---|
| 183 | } |
---|
| 184 | |
---|
[39] | 185 | state_enum state(const Key &k) const { |
---|
| 186 | int s = kim.get(k); |
---|
| 187 | if( s>=0 ) |
---|
| 188 | s=0; |
---|
| 189 | return state_enum(s); |
---|
| 190 | } |
---|
| 191 | |
---|
[37] | 192 | }; // class BinHeap |
---|
| 193 | |
---|
| 194 | |
---|
| 195 | template <typename K, typename V, typename M, typename C> |
---|
| 196 | int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_up(int hole, PairType p) { |
---|
| 197 | int par = parent(hole); |
---|
| 198 | while( hole>0 && less(p,data[par]) ) { |
---|
| 199 | move(data[par],hole); |
---|
| 200 | hole = par; |
---|
| 201 | par = parent(hole); |
---|
| 202 | } |
---|
| 203 | move(p, hole); |
---|
| 204 | return hole; |
---|
| 205 | } |
---|
| 206 | |
---|
| 207 | template <typename K, typename V, typename M, typename C> |
---|
| 208 | int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_down(int hole, PairType p, int length) { |
---|
| 209 | int child = second_child(hole); |
---|
| 210 | while(child < length) { |
---|
| 211 | if( less(data[child-1], data[child]) ) { |
---|
| 212 | --child; |
---|
| 213 | } |
---|
| 214 | if( !less(data[child], p) ) |
---|
| 215 | goto ok; |
---|
| 216 | move(data[child], hole); |
---|
| 217 | hole = child; |
---|
| 218 | child = second_child(hole); |
---|
| 219 | } |
---|
| 220 | child--; |
---|
| 221 | if( child<length && less(data[child], p) ) { |
---|
| 222 | move(data[child], hole); |
---|
| 223 | hole=child; |
---|
| 224 | } |
---|
| 225 | ok: |
---|
| 226 | move(p, hole); |
---|
| 227 | return hole; |
---|
| 228 | } |
---|
| 229 | |
---|
| 230 | } // namespace marci |
---|
| 231 | |
---|
| 232 | #endif // BIN_HEAP_HH |
---|