懒惰地在ruby中合并N个排序的数组

Question

如何在 Ruby 中懒惰地合并 N 个已排序的数组（或其他类似列表的数据结构）？例如，在 Python 中，您将使用 heapq.merge。 Ruby 中一定有类似的东西，对吧？

Answer 1

这是一个（略带高尔夫球的）解决方案，它应该适用于支持 #first、#shift 和 #empty? 的任何“类似列表”集合的数组。请注意，它具有破坏性 - 每次调用 lazymerge 都会从一个集合中删除一项。

def minheap a,i
  r=(l=2*(m=i)+1)+1 #get l,r index
  m = l if l< a.size and a[l].first < a[m].first
  m = r if r< a.size and a[r].first < a[m].first
  (a[i],a[m]=a[m],a[i];minheap(a,m)) if (m!=i)
end


def lazymerge a
  (a.size/2).downto(1){|i|minheap(a,i)}
  r = a[0].shift
  a[0]=a.pop if a[0].empty?
  return r
end

p arrs = [ [1,2,3], [2,4,5], [4,5,6],[3,4,5]]
v=true
puts "Extracted #{v=lazymerge (arrs)}.  Arr= #{arrs.inspect}" while v

输出：

[[1, 2, 3], [2, 4, 5], [4, 5, 6], [3, 4, 5]]
Extracted 1.  Arr= [[2, 3], [2, 4, 5], [4, 5, 6], [3, 4, 5]]
Extracted 2.  Arr= [[3], [2, 4, 5], [4, 5, 6], [3, 4, 5]]
Extracted 2.  Arr= [[4, 5], [3], [4, 5, 6], [3, 4, 5]]
Extracted 3.  Arr= [[4, 5], [3, 4, 5], [4, 5, 6]]
Extracted 3.  Arr= [[4, 5], [4, 5], [4, 5, 6]]
Extracted 4.  Arr= [[5], [4, 5], [4, 5, 6]]
Extracted 4.  Arr= [[5], [5], [4, 5, 6]]
Extracted 4.  Arr= [[5, 6], [5], [5]]
Extracted 5.  Arr= [[6], [5], [5]]
Extracted 5.  Arr= [[5], [6]]
Extracted 5.  Arr= [[6]]
Extracted 6.  Arr= [[]]
Extracted .  Arr= [[]]

还请注意，此算法在维护堆属性方面也很懒惰 - 它不会在调用之间进行维护。这可能会导致它做比需要更多的工作，因为它会在每个后续调用中完成一个完整的 heapify。这可以通过预先进行一次完整的 heapify 来解决，然后在 return r 行之前调用 minheap(a,0)。

Answer 2

我最终使用“算法”gem 中的数据结构自己编写了它。并没有我想象的那么糟糕。

require 'algorithms'

class LazyHeapMerger
  def initialize(sorted_arrays)
    @heap = Containers::Heap.new { |x, y| (x.first <=> y.first) == -1 }
    sorted_arrays.each do |a|
      q = Containers::Queue.new(a)
      @heap.push([q.pop, q])
    end
  end

  def each
    while @heap.length > 0
      value, q = @heap.pop
      @heap.push([q.pop, q]) if q.size > 0
      yield value
    end
  end
end

m = LazyHeapMerger.new([[1, 2], [3, 5], [4]])
m.each do |o|
  puts o
end

Answer 3

这是一个适用于任何 Enumerable 甚至无限 Enumerable 的实现。它返回枚举器。

def lazy_merge *list
  list.map!(&:enum_for) # get an enumerator for each collection
  Enumerator.new do |yielder|
    hash = list.each_with_object({}){ |enum, hash|
      begin
        hash[enum] = enum.next
      rescue StopIteration
        # skip empty enumerators
      end
    }
    loop do
      raise StopIteration if hash.empty?

      enum, value = hash.min_by{|k,v| v}
      yielder.yield value
      begin
        hash[enum] = enum.next
      rescue StopIteration
        hash.delete(enum) # remove enumerator that we already processed
      end
    end
  end
end

Infinity = 1.0/0 # easy way to get infinite range

p lazy_merge([1, 3, 5, 8], (2..4), (6..Infinity), []).take(12)
#=> [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 9, 10]

Answer 4

不，没有任何内置功能可以做到这一点。至少，没有什么会立即浮现在脑海中。但是，几年前有一个GSoC project 来实现相关的数据类型，您可以使用它。