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文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (65)-- 算法导论 6.5 4 题

  • 2023-07-24
    北京
  • 本文字数:2330 字

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四、在 MAX-HEAP-INSERT 的第 2 行,为什么我们要先把关键字设为 -∞ ,然后又将其增加到所需的值呢?

文心一言:

在 MAX-HEAP-INSERT 算法的第二行将关键字设为 -∞,是为了保持堆的性质。堆是一种二叉树结构,其中每个节点的值都大于或等于其子节点的值。在 MAX-HEAP-INSERT 算法中,我们需要在堆中找到一个合适的位置来插入新的元素,并同时保持堆的性质。


当我们插入一个新元素时,如果将其直接插入到堆的末尾,可能会破坏堆的性质,因为新的元素可能会小于已经在堆中的某些节点。因此,我们需要将新元素与堆中的某个节点进行比较和交换,以维护堆的性质。


将新元素的值初始化为 -∞ 是为了方便后续的比较和交换操作。如果新元素的值已经大于等于堆中的某个节点的值,那么我们可以直接将新元素插入到该节点的位置上,而不必进行交换操作。如果新元素的值小于堆中的某个节点的值,我们则需要将新元素与该节点进行交换,并继续向上交换,直到满足堆的性质。


在后续的交换操作中,我们需要将新元素的值增加到所需的值,是因为堆中的节点是按照从大到小的顺序排列的。如果我们不将新元素的值增加到所需的值,那么交换操作将无法维护堆的性质,因为新元素的值将小于已经在堆中的节点的值。


综上所述,将关键字初始化为 -∞,并将其增加到所需的值,是为了保持堆的性质,并使后续的交换操作能够正确地维护堆的结构。


讯飞星火:

在 MAX-HEAP-INSERT 的第 2 行,我们先把关键字设为 -∞,然后再将其增加到所需的值,是为了确保调用 HEAP-INCREASE-KEY 不会抛出异常。因为堆数据结构是由数组表示的,删除操作是通过减小数组的大小来实现的,因此在堆的末尾可能存在未定义的值 。


360 智脑:

在 MAX-HEAP-INSERT 中把关键字设置为负无穷是为了将元素插入到最大堆中,然后将其增加为所需值是因为此时该元素已经被添加到了最大堆中,不需要再进行重新排序了。


chatglm:

在 MAX-HEAP-INSERT 算法的第 2 行,我们将关键字设为 -∞ 的目的是为了将该关键字与当前堆中的所有元素进行比较,并将其插入到适当的位置,以保持堆的性质。


在 MAX-HEAP-INSERT 算法中,我们首先将新关键字设为 -∞,然后将其与当前堆顶元素进行比较。如果新关键字比堆顶元素小,则我们需要将堆顶元素替换为新关键字,并将堆的大小减一。接下来,我们将新关键字与堆顶元素进行比较,并将其插入到堆中,使得堆的性质得到维护。


在将新关键字设为 -∞ 后,我们可以快速地将其与当前堆中的所有元素进行比较,以找到其适当的位置。这是因为在 MAX-HEAP-INSERT 算法中,我们只需要将新关键字与当前堆中的元素进行一次比较,而不需要进行多次比较,以找到其适当的位置。


将新关键字设为 -∞ 还可以帮助我们简化代码的实现。在 MAX-HEAP-INSERT 算法中,我们需要对新关键字和堆顶元素进行比较,以确定新关键字的位置。如果新关键字比堆顶元素小,则我们需要将堆顶元素替换为新关键字,并将堆的大小减一。如果新关键字比堆顶元素大,则我们需要将堆顶元素替换为新关键字,并将堆的大小加一。


通过将新关键字设为 -∞,我们可以简化代码的实现,并减少比较的次数,从而提高算法的效率。


通义千问:

在 MAX-HEAP-INSERT 算法中,第 2 行的操作是将新元素与当前最大键的关键字进行比较。如果新元素的关键字比当前最大键的关键字小,我们可以将新元素插入到堆中。但是,如果新元素的关键字比当前最大键的关键字大,我们需要先把关键字设为 -∞,然后再将其增加到所需的值。


这样做的原因是因为 MAX-HEAP-INSERT 算法是使用小根堆来实现的。在这个算法中,堆的大小是固定的,并且在操作过程中需要保持堆的性质。如果我们直接将新元素的关键字设为当前最大键的关键字,可能会导致堆的大小超出限制,从而导致算法失效。


因此,我们需要先把关键字设为 -∞,这样可以保证新元素的关键字比当前最大键的关键字小,从而可以安全地插入到堆中。然后,我们再将关键字增加到所需的值,以便与其他元素进行比较和排序。


天工:

在 MAX-HEAP-INSERT 的第 2 行,我们需要先把关键字设为 -∞,然后再将其增加到所需的值,是因为在插入一个新元素之后,需要将新元素与当前堆顶元素进行比较,以确定新元素应该放在哪个位置上。如果新元素的值比堆顶元素的值小,则新元素应该放在堆顶元素的右侧;如果新元素的值比堆顶元素的值大,则新元素应该放在堆顶元素的左侧。


如果我们直接将新元素插入到堆顶元素的位置上,那么在后续的操作中,我们可能会出现一些错误。例如,如果我们在堆顶元素的右侧插入一个新元素,那么在后续的操作中,我们可能会将新元素与堆顶元素进行比较,并将其移动到堆顶元素的左侧,这样就会导致堆的结构发生变化,从而使得堆的性质发生变化。


因此,为了避免出现这种情况,我们需要将新元素的值设置为一个足够大的负数,然后再将其增加到所需的值。这样做可以确保新元素始终被插入到堆的末尾,并且不会影响堆的性质。


chatgpt:

在 MAX-HEAP-INSERT(最大堆插入)算法的第 2 行,将关键字设为 -∞ 的目的是为了确保新插入的节点能够移动到合适的位置,以维持最大堆的性质。


最大堆是一种二叉树的数据结构,其中每个节点的值都大于或等于其子节点的值。当我们插入一个新节点时,它可能违反了最大堆的性质,即新节点的值可能大于其父节点的值。


设为 -∞ 是一个小于所有可能的关键字值的特殊值。将新节点的关键字设置为 -∞ 可以保证它的值小于父节点的值,以便将其上移。在完成插入操作后,我们会将关键字更新为实际的所需值,这样就可以恢复堆的性质。


通过这种方法,我们可以确保插入操作的时间复杂度为 O(log n),其中 n 是堆中元素的数量。在最坏的情况下,新节点可能需要从树的根节点一直上升到树的叶子节点,但由于我们使用 -∞ 来暂时代替新节点的值,这种上移的过程可以在常数时间内完成。



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公众号:福大大架构师每日一题 2021-02-15 加入

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