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docs: add Japanese translate documents (#1812)
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954c45864b
159
ja/codes/java/chapter_heap/my_heap.java
Normal file
159
ja/codes/java/chapter_heap/my_heap.java
Normal file
@@ -0,0 +1,159 @@
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/**
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||||
* File: my_heap.java
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* Created Time: 2023-01-07
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* Author: krahets (krahets@163.com)
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*/
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package chapter_heap;
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import utils.*;
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import java.util.*;
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/* 最大ヒープ */
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class MaxHeap {
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// リサイズの必要性を避けるため、配列の代わりにリストを使用
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private List<Integer> maxHeap;
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/* コンストラクタ、入力リストに基づいてヒープを構築 */
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||||
public MaxHeap(List<Integer> nums) {
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||||
// すべてのリスト要素をヒープに追加
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maxHeap = new ArrayList<>(nums);
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||||
// 葉を除くすべてのノードをヒープ化
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||||
for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
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||||
siftDown(i);
|
||||
}
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||||
}
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||||
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||||
/* 左の子ノードのインデックスを取得 */
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private int left(int i) {
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return 2 * i + 1;
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}
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||||
/* 右の子ノードのインデックスを取得 */
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||||
private int right(int i) {
|
||||
return 2 * i + 2;
|
||||
}
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||||
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||||
/* 親ノードのインデックスを取得 */
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||||
private int parent(int i) {
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return (i - 1) / 2; // 整数除算で切り下げ
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||||
}
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||||
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||||
/* 要素を交換 */
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||||
private void swap(int i, int j) {
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||||
int tmp = maxHeap.get(i);
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||||
maxHeap.set(i, maxHeap.get(j));
|
||||
maxHeap.set(j, tmp);
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||||
}
|
||||
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||||
/* ヒープのサイズを取得 */
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||||
public int size() {
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||||
return maxHeap.size();
|
||||
}
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||||
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||||
/* ヒープが空かどうかを判定 */
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||||
public boolean isEmpty() {
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||||
return size() == 0;
|
||||
}
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||||
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||||
/* ヒープの先頭要素にアクセス */
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||||
public int peek() {
|
||||
return maxHeap.get(0);
|
||||
}
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||||
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||||
/* 要素をヒープにプッシュ */
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||||
public void push(int val) {
|
||||
// ノードを追加
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||||
maxHeap.add(val);
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||||
// 下から上へヒープ化
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||||
siftUp(size() - 1);
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||||
}
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||||
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||||
/* ノード i から上向きにヒープ化を開始 */
|
||||
private void siftUp(int i) {
|
||||
while (true) {
|
||||
// ノード i の親ノードを取得
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||||
int p = parent(i);
|
||||
// 「根ノードを越える」または「ノードが修復不要」の場合、ヒープ化を終了
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||||
if (p < 0 || maxHeap.get(i) <= maxHeap.get(p))
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||||
break;
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||||
// 2つのノードを交換
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||||
swap(i, p);
|
||||
// 上向きにヒープ化をループ
|
||||
i = p;
|
||||
}
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||||
}
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||||
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||||
/* 要素がヒープから退出 */
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||||
public int pop() {
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||||
// 空の処理
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||||
if (isEmpty())
|
||||
throw new IndexOutOfBoundsException();
|
||||
// 根ノードを最も右の葉ノードと交換(最初の要素を最後の要素と交換)
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||||
swap(0, size() - 1);
|
||||
// ノードを削除
|
||||
int val = maxHeap.remove(size() - 1);
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||||
// 上から下へヒープ化
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||||
siftDown(0);
|
||||
// ヒープの先頭要素を返す
|
||||
return val;
|
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}
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||||
/* ノード i から下向きにヒープ化を開始 */
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||||
private void siftDown(int i) {
|
||||
while (true) {
|
||||
// i、l、r の中で最大のノードを決定し、ma とする
|
||||
int l = left(i), r = right(i), ma = i;
|
||||
if (l < size() && maxHeap.get(l) > maxHeap.get(ma))
|
||||
ma = l;
|
||||
if (r < size() && maxHeap.get(r) > maxHeap.get(ma))
|
||||
ma = r;
|
||||
// ノード i が最大の場合、またはインデックス l、r が範囲外の場合、さらなるヒープ化は不要、終了
|
||||
if (ma == i)
|
||||
break;
|
||||
// 2つのノードを交換
|
||||
swap(i, ma);
|
||||
// 下向きにヒープ化をループ
|
||||
i = ma;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ヒープ(二分木)を出力 */
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||||
public void print() {
|
||||
Queue<Integer> queue = new PriorityQueue<>((a, b) -> { return b - a; });
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||||
queue.addAll(maxHeap);
|
||||
PrintUtil.printHeap(queue);
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
public class my_heap {
|
||||
public static void main(String[] args) {
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||||
/* 最大ヒープを初期化 */
|
||||
MaxHeap maxHeap = new MaxHeap(Arrays.asList(9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2));
|
||||
System.out.println("\nリストを入力してヒープを構築");
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||||
maxHeap.print();
|
||||
|
||||
/* ヒープの先頭要素にアクセス */
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int peek = maxHeap.peek();
|
||||
System.out.format("\nヒープの先頭要素は %d\n", peek);
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||||
|
||||
/* 要素をヒープにプッシュ */
|
||||
int val = 7;
|
||||
maxHeap.push(val);
|
||||
System.out.format("\n要素 %d をヒープに追加後\n", val);
|
||||
maxHeap.print();
|
||||
|
||||
/* ヒープの先頭要素をポップ */
|
||||
peek = maxHeap.pop();
|
||||
System.out.format("\n先頭要素 %d をヒープから削除後\n", peek);
|
||||
maxHeap.print();
|
||||
|
||||
/* ヒープのサイズを取得 */
|
||||
int size = maxHeap.size();
|
||||
System.out.format("\nヒープ内の要素数は %d\n", size);
|
||||
|
||||
/* ヒープが空かどうかを判定 */
|
||||
boolean isEmpty = maxHeap.isEmpty();
|
||||
System.out.format("\nヒープは空ですか %b\n", isEmpty);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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