8.2   힙 구성 연산¶

def __init__(self, nums: list[int]):
    """생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성"""
    # 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    self.max_heap = nums
    # 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    for i in range(self.parent(self.size() - 1), -1, -1):
        self.sift_down(i)

/* 생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성 */
MaxHeap(vector<int> nums) {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    maxHeap = nums;
    // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
        siftDown(i);
    }
}

/* 생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성 */
MaxHeap(List<Integer> nums) {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    maxHeap = new ArrayList<>(nums);
    // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
        siftDown(i);
    }
}

/* 생성자: 입력 리스트로 힙 구성 */
MaxHeap(IEnumerable<int> nums) {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    maxHeap = new List<int>(nums);
    // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    var size = Parent(this.Size() - 1);
    for (int i = size; i >= 0; i--) {
        SiftDown(i);
    }
}

/* 생성자: 슬라이스를 바탕으로 힙 구성 */
func newMaxHeap(nums []any) *maxHeap {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    h := &maxHeap{data: nums}
    for i := h.parent(len(h.data) - 1); i >= 0; i-- {
        // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
        h.siftDown(i)
    }
    return h
}

/* 생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성 */
init(nums: [Int]) {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    maxHeap = nums
    // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    for i in (0 ... parent(i: size() - 1)).reversed() {
        siftDown(i: i)
    }
}

/* 생성자: 빈 힙을 만들거나 입력 리스트로 힙을 구성한다 */
constructor(nums) {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    this.#maxHeap = nums === undefined ? [] : [...nums];
    // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    for (let i = this.#parent(this.size() - 1); i >= 0; i--) {
        this.#siftDown(i);
    }
}

/* 생성자: 빈 힙을 만들거나 입력 리스트로 힙을 구성한다 */
constructor(nums?: number[]) {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    this.maxHeap = nums === undefined ? [] : [...nums];
    // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    for (let i = this.parent(this.size() - 1); i >= 0; i--) {
        this.siftDown(i);
    }
}

/* 생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성 */
MaxHeap(List<int> nums) {
  // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
  _maxHeap = nums;
  // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
  for (int i = _parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
    siftDown(i);
  }
}

/* 생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성 */
fn new(nums: Vec<i32>) -> Self {
    // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
    let mut heap = MaxHeap { max_heap: nums };
    // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
    for i in (0..=Self::parent(heap.size() - 1)).rev() {
        heap.sift_down(i);
    }
    heap
}

/* 생성자: 슬라이스를 바탕으로 힙 구성 */
MaxHeap *newMaxHeap(int nums[], int size) {
    // 모든 원소를 힙에 삽입한다
    MaxHeap *maxHeap = (MaxHeap *)malloc(sizeof(MaxHeap));
    maxHeap->size = size;
    memcpy(maxHeap->data, nums, size * sizeof(int));
    for (int i = parent(maxHeap, size - 1); i >= 0; i--) {
        // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
        siftDown(maxHeap, i);
    }
    return maxHeap;
}

/* 최대 힙 */
class MaxHeap(nums: MutableList<Int>?) {
    // 배열 대신 리스트를 사용하므로 용량 확장을 고려할 필요가 없다
    private val maxHeap = mutableListOf<Int>()

    /* 생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성 */
    init {
        // 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
        maxHeap.addAll(nums!!)
        // 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
        for (i in parent(size() - 1) downTo 0) {
            siftDown(i)
        }
    }

    /* 왼쪽 자식 노드의 인덱스 반환 */
    private fun left(i: Int): Int {
        return 2 * i + 1
    }

    /* 오른쪽 자식 노드의 인덱스 반환 */
    private fun right(i: Int): Int {
        return 2 * i + 2
    }

    /* 부모 노드의 인덱스 반환 */
    private fun parent(i: Int): Int {
        return (i - 1) / 2 // 나눗셈의 결과를 내림한다
    }

    /* 원소 교환 */
    private fun swap(i: Int, j: Int) {
        val temp = maxHeap[i]
        maxHeap[i] = maxHeap[j]
        maxHeap[j] = temp
    }

    /* 힙 크기 반환 */
    fun size(): Int {
        return maxHeap.size
    }

    /* 힙이 비어 있는지 판단 */
    fun isEmpty(): Boolean {
        /* 힙이 비어 있는지 판단 */
        return size() == 0
    }

    /* 힙의 루트 원소 접근 */
    fun peek(): Int {
        return maxHeap[0]
    }

    /* 힙에 원소 삽입 */
    fun push(_val: Int) {
        // 노드 추가
        maxHeap.add(_val)
        // 아래에서 위로 힙을 재정렬한다
        siftUp(size() - 1)
    }

    /* 노드 i에서 시작하여 아래에서 위로 힙 재정렬 */
    private fun siftUp(it: Int) {
        // Kotlin의 함수 매개변수는 변경할 수 없으므로 임시 변수를 생성한다
        var i = it
        while (true) {
            // 노드 i의 부모 노드를 구한다
            val p = parent(i)
            // 루트 노드를 넘어가거나 노드를 수정할 필요가 없으면 힙 재정렬을 마친다
            if (p < 0 || maxHeap[i] <= maxHeap[p]) break
            // 두 노드를 교환한다
            swap(i, p)
            // 위쪽으로 힙 재정렬을 반복한다
            i = p
        }
    }

    /* 힙에서 원소 꺼내기 */
    fun pop(): Int {
        // 비어 있는 경우를 처리한다
        if (isEmpty()) throw IndexOutOfBoundsException()
        // 루트 노드와 가장 오른쪽 리프 노드를 교환한다(첫 원소와 마지막 원소 교환)
        swap(0, size() - 1)
        // 노드 삭제
        val _val = maxHeap.removeAt(size() - 1)
        // 위에서 아래로 힙을 재정렬한다
        siftDown(0)
        // 힙의 루트 원소를 반환한다
        return _val
    }

    /* 노드 i에서 시작하여 위에서 아래로 힙 재정렬 */
    private fun siftDown(it: Int) {
        // Kotlin의 함수 매개변수는 변경할 수 없으므로 임시 변수를 생성한다
        var i = it
        while (true) {
            // 노드 i, l, r 중 값이 가장 큰 노드를 찾아 ma로 표시한다
            val l = left(i)
            val r = right(i)
            var ma = i
            if (l < size() && maxHeap[l] > maxHeap[ma]) ma = l
            if (r < size() && maxHeap[r] > maxHeap[ma]) ma = r
            // 노드 i의 값이 가장 크거나 인덱스 l, r이 범위를 벗어나면 힙을 더 재정렬할 필요가 없으므로 종료한다
            if (ma == i) break
            // 두 노드를 교환한다
            swap(i, ma)
            // 아래쪽으로 힙 재정렬을 반복한다
            i = ma
        }
    }

    /* 힙 출력(이진 트리) */
    fun print() {
        val queue = PriorityQueue { a: Int, b: Int -> b - a }
        queue.addAll(maxHeap)
        printHeap(queue)
    }
}

### 생성자: 입력 리스트를 바탕으로 힙 구성 ###
def initialize(nums)
  # 리스트 원소를 그대로 힙에 추가한다
  @max_heap = nums
  # 리프 노드를 제외한 모든 노드에 힙 재정렬을 수행한다
  parent(size - 1).downto(0) do |i|
    sift_down(i)
  end
end