最小二进制堆问题

Question

我需要有关此 minheap 代码的帮助：

#include < vector>

using namespace std;

class heap {

    vector <int> v;

    public:

        int hSize()
        {
            return v.size();
        }

        int rsize()
        {
            return  hSize() - 1;
        }    

        int parent(int i) 
        {
            return (i - 1) / 2;
        }

        int left(int i)
        {
            return i * 2 + 1;
        }

        int right(int i)
        {
            return i * 2 + 2;
        }

        void swap(int i, int j)
        {
            int temp = v[j];
            v[j] = v[i];
            v[i] = temp;
        }

        void push(int e)
        {

            v.push_back(e);
            int id = rsize(); 

            if (hSize() > 1)
                while (v[parent(id)] > v[id]) {               
                    swap(parent(id), id);
                    id = parent(id);
                }
        }

        int pop ()
        {

          int f = 0;  
          int p = v[0];

          v[0] = v[rsize()];

          if (hSize() > 1) {
              while (v[left(f)] < v[f] || v[right(f)] < v[f]) {
                    if (v[left(f)] < v[f] && v[right(f)] < v[f]) {
                        if (v[left(f)] < v[right(f)]) {
                            swap(left(f), f);
                            f = left(f);
                    }
                    else { 
                            swap(right(f), f);
                            f = right(f);
                    }
                }

                else {
                    if (v[left(f)] < v[f]){
                         swap(left(f), f);
                         f = left(f);
                    }
                    else {
                         swap(right(f), f);
                         f = right(f);
                        }
                    }
                } 
          }
          else { }

          v.resize(rsize());
          return p;
        }

        void show()
        {
            if (hSize() > 0) {
                cout << "Heap content: ";
                for (int i = 0; i < hSize(); i++) cout << v[i] << " ";
            }
            else cout << "\nHeap successfully emptied!";  
            cout << "\n";          
        }

        bool Empty()
        {
            return v.empty();
        }

        ~heap()
        {
            v.clear();
        }

    };         

好吧，代码几乎做对了所有事情，除了当它弹出屏幕上的最后一个元素时，它会打印一个随机数。你有什么意见？

谢谢！

Answer 1

你有两个类似的问题，一个在push()，一个在pop()。在推送中，您需要在查看v[parent(id)] 之前检查id != 0。如果id == 0你是根，你应该停止。同样，在pop() 中，您应该在访问v[right(f)]（或v[left(f)]）之前检查right(f)（或left(f)）是否在向量内。如果不是，你已经到达堆的底部，你应该停下来。

Answer 2

调试

• 您可以使用 valgrind 运行代码以查看它是否报告任何错误。
• 您可以在调试器中运行代码（调试时间更长，但成功的可能性更大）。

编码 你应该使用断言。例如，swap 函数的第一行可以是 assert(i >= 0 && i < v.size());，j 也是如此。我怀疑把这两个断言放进去会告诉你错误。完成后，如果您愿意，可以注释掉断言（尽管有些人喜欢始终保留一些断言）。

更新 你的代码没问题。只需要在交换中添加边界检查，如果不满意就返回。这是代码和测试用例（我跑的时候通过了）：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <cassert>
#include <cstdlib>

using namespace std;

class heap {

    vector <int> v;

    public:

        int hSize()
        {
            return v.size();
        }

        int rsize()
        {
            return  hSize() - 1;
        }

        int parent(int i)
        {
            return (i - 1) / 2;
        }

        int left(int i)
        {
            return i * 2 + 1;
        }

        int right(int i)
        {
            return i * 2 + 2;
        }

        void swap(int i, int j)
        {
            //assert(i >= 0 && i < v.size()); 
            //assert(j >= 0 && j < v.size()); 
            if(i >= v.size() || j >= v.size()) return;
            int temp = v[j];
           v[j] = v[i];
            v[i] = temp;
        }

        void push(int e)
        {

            v.push_back(e);
            int id = rsize();

            if (hSize() > 1)
                while (v[parent(id)] > v[id]) {
                    swap(parent(id), id);
                    id = parent(id);
                }
        }

        int pop ()
        {

          int f = 0;
          int p = v[0];

          v[0] = v[rsize()];

          if (hSize() > 1) {
                  while (v[left(f)] < v[f] || v[right(f)] < v[f]) {
                          if (v[left(f)] < v[f] && v[right(f)] < v[f]) {
                                  if (v[left(f)] < v[right(f)]) {
                                          swap(left(f), f);
                                          f = left(f);
                                  }
                                  else {
                                          swap(right(f), f);
                                          f = right(f);
                                  }
                          }

                          else {
                                  if (v[left(f)] < v[f]){
                                          swap(left(f), f);
                                          f = left(f);
                                  }
                                  else {                                         swap(right(f), f);
                                          f = right(f);
                                  }
                          }
                  }
          }
          else { }

          v.resize(rsize());
          return p;
        }

        void show()
        {
                if (hSize() > 0) {
                        cout << "Heap content: ";
                        for (int i = 0; i < hSize(); i++) cout << v[i] << " ";
                }
                else cout << "\nHeap successfully emptied!";
                cout << "\n";
        }

        bool Empty()
        {
                return v.empty();
        }

        ~heap()
        {
                v.clear();
        }

};


int main()
{
        heap h;
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
        h.push(rand()%10);
        h.push(4);
        h.push(3);
        h.push(2);
        h.push(1);
        h.push(0);
        h.push(5);
        h.push(-6);
        h.push(7);
        h.show();
        h.pop();
        h.pop();
        h.pop();
        h.pop();
        h.pop();
        h.pop();
        h.pop();
        h.pop();
        h.pop();
        h.show();
        }
}

插入断言后，我在调试器中运行代码，发现崩溃发生在swap(right(f), f);和right(f)超出范围。