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胜者树和败者树

时间:2017-06-29 17:48:45      阅读:149      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:归并   style   images   [1]   路径   logs   时间   width   快速   

  胜者树和败者树都是完全二叉树,是树形选择排序的一种变型。每个叶子结点相当于一个选手,每个中间结点相当于一场比赛,每一层相当于一轮比赛。

      不同的是,胜者树的中间结点记录的是胜者的标号;而败者树的中间结点记录的败者的标号。

       胜者树与败者树可以在log(n)的时间内找到最值。任何一个叶子结点的值改变后,利用中间结点的信息,还是能够快速地找到最值。在k路归并排序中经常用到。

  一.胜者树

  胜者树的一个优点是,如果一个选手的值改变了,可以很容易地修改这棵胜者树。只需要沿着从该结点到根结点的路径修改这棵二叉树,而不必改变其他比赛的结果。

如图:

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  Fig.1是一个胜者树的示例。规定数值小者胜。

  1.         b3 PK b4,b3胜b4负,内部结点ls[4]的值为3;

  2.         b3 PK b0,b3胜b0负,内部结点ls[2]的值为3;

  3.         b1 PK b2,b1胜b2负,内部结点ls[3]的值为1;

  4.         b3 PK b1,b3胜b1负,内部结点ls[1]的值为3。

  当Fig. 1中叶子结点b3的值变为11时,重构的胜者树如Fig. 2所示。

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  1.         b3 PK b4,b3胜b4负,内部结点ls[4]的值为3;

  2.         b3 PK b0,b0胜b3负,内部结点ls[2]的值为0;

  3.         b1 PK b2,b1胜b2负,内部结点ls[3]的值为1;

  4.         b0 PK b1,b1胜b0负,内部结点ls[1]的值为1。.

  二.败者树

       败者树是胜者树的一种变体。在败者树中,用父结点记录其左右子结点进行比赛的败者,而让胜者参加下一轮的比赛。败者树的根结点记录的是败者,需要加一个结点来记录整个比赛的胜利者。采用败者树可以简化重构的过程。

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                                       Fig.3

  Fig. 3是一棵败者树。规定数大者败。

  1.         b3 PK b4,b3胜b4负,内部结点ls[4]的值为4;

  2.         b3 PK b0,b3胜b0负,内部结点ls[2]的值为0;

  3.         b1 PK b2,b1胜b2负,内部结点ls[3]的值为2;

  4.         b3 PK b1,b3胜b1负,内部结点ls[1]的值为1;

  5.         在根结点ls[1]上又加了一个结点ls[0]=3,记录的最后的胜者。

  败者树重构过程如下:

·            将新进入选择树的结点与其父结点进行比赛:将败者存放在父结点中;而胜者再与上一级的父结点比较。

·            比赛沿着到根结点的路径不断进行,直到ls[1]处。把败者存放在结点ls[1]中,胜者存放在ls[0]中。

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  Fig. 4是当b3变为13时,败者树的重构图。

  注意,败者树的重构跟胜者树是不一样的,败者树的重构只需要与其父结点比较。对照Fig. 3来看,b3与结点ls[4]的原值比较,ls[4]中存放的原值是结点4,即b3与b4比较,b3负b4胜,则修改ls[4]的值为结点3。同理,以此类推,沿着根结点不断比赛,直至结束。

        由上可知,败者树简化了重构。败者树的重构只是与该结点的父结点的记录有关,而胜者树的重构还与该结点的兄弟结点有关。

 

胜者树和败者树

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原文地址:http://www.cnblogs.com/muziyun1992/p/7094807.html

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