c# - .NET 中的堆类

Question

可能重复：
c# 中的斐波那契、二进制或二项式堆？

.NET中有没有像堆这样的类？我需要某种可以从中检索 min 的集合。元素。我只想要3种方法：

• Add()
• RemoveMinElement()
• GetMinElement()

我不能使用排序列表，因为键必须是唯一的，而且我可能有几个相同的元素。

Answer 1

您可以将SortedListor aSortedDictionary与自定义键一起使用（参见下面的讨论）。如果您使用具有引用相等性的类型，但可以根据您关心的值进行比较，那么这可能会起作用。

像这样的东西：

class HeapKey : IComparable<HeapKey>
{
    public HeapKey(Guid id, Int32 value)
    {
        Id = id;
        Value = value;
    }

    public Guid Id { get; private set; }
    public Int32 Value { get; private set; }

    public int CompareTo(HeapKey other)
    {
        if (_enableCompareCount)
        {
            ++_compareCount;
        }

        if (other == null)
        {
            throw new ArgumentNullException("other");
        }

        var result = Value.CompareTo(other.Value);

        return result == 0 ? Id.CompareTo(other.Id) : result;
    }
}

这是一个使用SortedDictionary具有二进制堆性能特征的工作示例：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace SortedDictionaryAsBinaryHeap
{
    class Program
    {
        private static Boolean _enableCompareCount = false;
        private static Int32 _compareCount = 0;

        static void Main(string[] args)
        {
            var rnd = new Random();

            for (int elementCount = 2; elementCount <= 6; elementCount++)
            {
                var keyValues = Enumerable.Range(0, (Int32)Math.Pow(10, elementCount))
                    .Select(i => new HeapKey(Guid.NewGuid(), rnd.Next(0, 10)))
                    .ToDictionary(k => k);
                var heap = new SortedDictionary<HeapKey, HeapKey>(keyValues);

                _compareCount = 0;
                _enableCompareCount = true;
                var min = heap.First().Key;
                _enableCompareCount = false;
                Console.WriteLine("Element count: {0}; Compare count for getMinElement: {1}",
                                  (Int32)Math.Pow(10, elementCount),
                                  _compareCount);   
                
                _compareCount = 0;
                _enableCompareCount = true;
                heap.Remove(min);
                _enableCompareCount = false;
                Console.WriteLine("Element count: {0}; Compare count for deleteMinElement: {1}", 
                                  (Int32)Math.Pow(10, elementCount),  
                                  _compareCount);   
            }

            Console.ReadKey();
        }

        private class HeapKey : IComparable<HeapKey>
        {
            public HeapKey(Guid id, Int32 value)
            {
                Id = id;
                Value = value;
            }

            public Guid Id { get; private set; }
            public Int32 Value { get; private set; }

            public int CompareTo(HeapKey other)
            {
                if (_enableCompareCount)
                {
                    ++_compareCount;
                }

                if (other == null)
                {
                    throw new ArgumentNullException("other");
                }

                var result = Value.CompareTo(other.Value);

                return result == 0 ? Id.CompareTo(other.Id) : result;
            }
        }
    }
}

结果：

元素数：100；getMinElement 的比较计数：0

元素数：100；比较 deleteMinElement 的计数：8

元素数：1000；getMinElement 的比较计数：0

元素数：1000；比较 deleteMinElement 的计数：10

元素数：10000；getMinElement 的比较计数：0

元素数：10000；比较 deleteMinElement 的计数：13

元素数：100000；getMinElement 的比较计数：0

元素数：100000；比较 deleteMinElement 的计数：14

元素数：1000000；getMinElement 的比较计数：0

元素数：1000000；比较 deleteMinElement 的计数：21

Answer 2

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