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 | |
---|
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 | */ |
---|
88 | enum state_enum { |
---|
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(); } |
---|
106 | bool empty() const { return size() == 0; } |
---|
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 | |
---|
123 | public: |
---|
124 | void push(const PairType &p) { |
---|
125 | int n = data.size(); |
---|
126 | data.resize(n+1); |
---|
127 | bubble_up(n, p); |
---|
128 | } |
---|
129 | void push(const Key &k, const Val &v) { push(PairType(k,v)); } |
---|
130 | |
---|
131 | Key top() const { |
---|
132 | // FIXME: test size>0 ? |
---|
133 | return data[0].first; |
---|
134 | } |
---|
135 | Val topValue() const { |
---|
136 | // FIXME: test size>0 ? |
---|
137 | return data[0].second; |
---|
138 | } |
---|
139 | |
---|
140 | void pop() { |
---|
141 | int n = data.size()-1; |
---|
142 | if( n>=0 ) { |
---|
143 | kim.put(data[0].first, POST_HEAP); |
---|
144 | if ( n>0 ) { |
---|
145 | bubble_down(0, data[n], n); |
---|
146 | } |
---|
147 | data.pop_back(); |
---|
148 | } |
---|
149 | } |
---|
150 | |
---|
151 | const Val get(const Key &k) const { |
---|
152 | int idx = kim.get(k); |
---|
153 | return data[idx].second; |
---|
154 | } |
---|
155 | void put(const Key &k, const Val &v) { |
---|
156 | int idx = kim.get(k); |
---|
157 | if( idx < 0 ) { |
---|
158 | push(k,v); |
---|
159 | } |
---|
160 | else if( comp(v, data[idx].second) ) { |
---|
161 | bubble_up(idx, PairType(k,v)); |
---|
162 | } |
---|
163 | else { |
---|
164 | bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size()); |
---|
165 | } |
---|
166 | } |
---|
167 | |
---|
168 | void decrease(const Key &k, const Val &v) { |
---|
169 | int idx = kim.get(k); |
---|
170 | bubble_up(idx, PairType(k,v)); |
---|
171 | } |
---|
172 | void increase(const Key &k, const Val &v) { |
---|
173 | int idx = kim.get(k); |
---|
174 | bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size()); |
---|
175 | } |
---|
176 | |
---|
177 | state_enum state(const Key &k) const { |
---|
178 | int s = kim.get(k); |
---|
179 | if( s>=0 ) |
---|
180 | s=0; |
---|
181 | return state_enum(s); |
---|
182 | } |
---|
183 | |
---|
184 | }; // class BinHeap |
---|
185 | |
---|
186 | |
---|
187 | template <typename K, typename V, typename M, typename C> |
---|
188 | int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_up(int hole, PairType p) { |
---|
189 | int par = parent(hole); |
---|
190 | while( hole>0 && less(p,data[par]) ) { |
---|
191 | move(data[par],hole); |
---|
192 | hole = par; |
---|
193 | par = parent(hole); |
---|
194 | } |
---|
195 | move(p, hole); |
---|
196 | return hole; |
---|
197 | } |
---|
198 | |
---|
199 | template <typename K, typename V, typename M, typename C> |
---|
200 | int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_down(int hole, PairType p, int length) { |
---|
201 | int child = second_child(hole); |
---|
202 | while(child < length) { |
---|
203 | if( less(data[child-1], data[child]) ) { |
---|
204 | --child; |
---|
205 | } |
---|
206 | if( !less(data[child], p) ) |
---|
207 | goto ok; |
---|
208 | move(data[child], hole); |
---|
209 | hole = child; |
---|
210 | child = second_child(hole); |
---|
211 | } |
---|
212 | child--; |
---|
213 | if( child<length && less(data[child], p) ) { |
---|
214 | move(data[child], hole); |
---|
215 | hole=child; |
---|
216 | } |
---|
217 | ok: |
---|
218 | move(p, hole); |
---|
219 | return hole; |
---|
220 | } |
---|
221 | |
---|
222 | } // namespace marci |
---|
223 | |
---|
224 | #endif // BIN_HEAP_HH |
---|