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@ -0,0 +1,176 @@
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pub mod fibonacci_heap;
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pub trait PriorityQueue<Item>
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where
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Item: PartialOrd,
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{
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type Handle;
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fn new() -> Self;
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// fn with_capacity() -> Self {
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// Self::new()
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// }
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fn insert(&mut self, item: Item) -> Self::Handle;
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fn pop_min(&mut self) -> Option<Item>;
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fn decrease_key(&mut self, handle: &Self::Handle, f: impl Fn(&mut Item));
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}
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#[derive(Debug)]
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pub struct BinaryHeap<Item> {
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data: Vec<Item>,
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}
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impl<Item> BinaryHeap<Item>
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where
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Item: PartialOrd,
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{
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fn downheap(&mut self, index: usize) {
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let left = 2 * index + 1;
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let right = 2 * index + 2;
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if right < self.data.len() {
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let smaller = if self.data[left] < self.data[right] {
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left
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} else {
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right
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};
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if self.data[index] > self.data[smaller] {
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self.data.swap(index, smaller);
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self.downheap(smaller);
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}
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} else if left < self.data.len() && self.data[index] > self.data[left] {
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self.data.swap(index, left);
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self.downheap(left);
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}
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}
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fn upheap(&mut self, index: usize) {
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if index > 0 {
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let parent = (index - 1) / 2;
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if self.data[parent] > self.data[index] {
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self.data.swap(parent, index);
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self.upheap(parent);
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}
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}
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}
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fn search(&self, item: &Item) -> Option<usize> {
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for (i, d) in self.data.iter().enumerate() {
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if d == item {
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return Some(i);
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}
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}
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None
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}
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}
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impl<Item> PriorityQueue<Item> for BinaryHeap<Item>
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where
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Item: PartialOrd + Clone,
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{
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type Handle = Item;
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fn insert(&mut self, item: Item) -> Self::Handle {
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self.data.push(item.clone());
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self.upheap(self.data.len() - 1);
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item
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}
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fn pop_min(&mut self) -> Option<Item> {
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if self.data.is_empty() {
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None
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} else {
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let d = self.data.swap_remove(0);
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self.downheap(0);
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Some(d)
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}
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}
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fn decrease_key(&mut self, handle: &Self::Handle, f: impl Fn(&mut Item)) {
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if let Some(index) = self.search(handle) {
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f(&mut self.data[index]);
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||||
self.upheap(index);
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}
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}
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fn new() -> Self {
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Self { data: Vec::new() }
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}
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}
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#[cfg(test)]
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mod tests {
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use super::PriorityQueue;
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macro_rules! test_generics {
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($($fun_mul:ident )+ ; $gen:ident $($gen_mul:ident)+) => {
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test_generics!(@internal_mod $($fun_mul )*; $gen);
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||||
test_generics!($($fun_mul )*; $($gen_mul )*);
|
||||
};
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||||
($($fun_mul:ident )+ ;$gen:ident) => {
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||||
test_generics!(@internal_mod $($fun_mul )*; $gen);
|
||||
};
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||||
(@internal_mod $($fun_mul:ident )+; $gen:ident) => {
|
||||
#[allow(non_snake_case)]
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||||
mod $gen {
|
||||
test_generics!(@internal $($fun_mul )*; $gen);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
(@internal $fun:ident $($fun_mul:ident )+; $gen:ident) => {
|
||||
test_generics!(@internal $fun; $gen);
|
||||
test_generics!(@internal $($fun_mul )*; $gen);
|
||||
};
|
||||
(@internal $fun:ident; $gen:ident) => {
|
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||||
#[test]
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||||
fn $fun() {
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||||
super::$fun::<super::super::$gen<usize>>();
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}
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}
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}
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test_generics!(basic_generic decrease_key_generic; BinaryHeap);
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fn basic_generic<T: PriorityQueue<usize>>() {
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let mut q = T::new();
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q.insert(2);
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||||
q.insert(3);
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q.insert(10);
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||||
q.insert(12);
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||||
q.insert(9);
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||||
q.insert(6);
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||||
q.insert(4);
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||||
q.insert(5);
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||||
q.insert(8);
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||||
q.insert(7);
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||||
q.insert(11);
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||||
q.insert(1);
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||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(1));
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||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(2));
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||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(3));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(4));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(5));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(6));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(7));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(8));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(9));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(10));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(11));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(12));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), None);
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn decrease_key_generic<T: PriorityQueue<usize>>() {
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||||
let mut q = T::new();
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||||
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||||
q.insert(4);
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||||
let h = q.insert(5);
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||||
q.decrease_key(&h, |i| *i -= 3);
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||||
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(2));
|
||||
assert_eq!(q.pop_min(), Some(4));
|
||||
}
|
||||
}
|
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