彻底搞定堆排序:二叉堆

目录二叉堆插入删除构建二叉堆代码实现总结

二叉堆

什么是二叉堆

二叉堆本质上是一种完全二叉树,它分为两个类型

最大堆:最大堆的任何一个父节点的值,都大于等于它的左、右孩子节点的值(堆顶就是整个堆的最大元素) 最小堆:最小堆的任何一个父节点的值,都小于等于它的左、右孩子节点的值(堆顶就是整个堆的最小元素)

二叉堆的根节点叫做堆顶

二叉堆的基本操作

插入节点 删除节点 构建二叉堆

这几种操作都基于堆的自我调整,所谓堆自我调整,就是把一个不符合堆的完全二叉树,调整成一个堆,下面以最小堆为例。

插入

插入节点0的过程

删除

删除节点的过程和插入的过程刚好相反,所删除的是处于堆顶的节点。例如删除1

为了维持完全二叉树的结构,把堆的最后一个元素临时补充到堆顶 删除原来10的位置 对堆顶的节点10执行下沉操作

构建

构建二叉堆,也就是把一个无序的完全二叉树调整为二叉堆,本质就是让所有的非叶子节点一次下沉

二叉堆代码实现

二查堆虽然是一颗完全二叉树,但它的存储方式并不是链式的,而是顺序存储,换句话说,二叉堆的所有节点都存储在数组中

当父节点为parent时,左孩子为2 * parent + 1;右孩子为2 * parent + 2

/** * @author :zsy * @date :Created 2021/5/17 9:41 * @description:二叉堆 */public class HeapTest {    public static void main(String[] args) {        int[] arr = {1, 3, 2, 6, 5, 7, 8, 9, 10, 0};        Heap heap = new Heap(arr);        heap.upAdjust(arr);        System.out.println(Arrays.toString(arr));        arr = new int[]{7, 1, 3, 10, 5, 2, 8, 9, 6};        heap = new Heap(arr);        heap.buildHead();        System.out.println(Arrays.toString(arr));    }}class Heap {    private int[] arr;    public Heap(int[] arr) {        this.arr = arr;    }    public void buildHead() {        //从最后一个非叶子节点开始,依次下沉        for (int i = (arr.length - 2) / 2; i >= 0; i--) {            downAdjust(arr, i, arr.length);        }    }    private void downAdjust(int[] arr, int parentIndex, int length) {        int temp = arr[parentIndex];        int childrenIndex = parentIndex * 2 + 1;        while (childrenIndex < length) {            //如果有右孩子,并且右孩子小于左孩子,那么定位到右孩子            if (childrenIndex + 1 < length && arr[childrenIndex + 1] < arr[childrenIndex]) {                childrenIndex++;            }            //如果父节点小于较小孩子节点的值,直接跳出            if (temp <= arr[childrenIndex]) break;            //无需交换,单向赋值            arr[parentIndex] = arr[childrenIndex];            parentIndex = childrenIndex;            childrenIndex = 2 * childrenIndex + 1;        }        arr[parentIndex] = temp;    }    public void upAdjust(int[] arr) {        int childrenIndex = arr.length - 1;        int parentIndex = (childrenIndex - 1) / 2;        int temp = arr[childrenIndex];        while (childrenIndex > 0 && temp < arr[parentIndex]) {            //单向赋值            arr[childrenIndex] = arr[parentIndex];            childrenIndex = parentIndex;            parentIndex = (parentIndex - 1) / 2;        }        arr[childrenIndex] = temp;    }}

结果:

[0, 1, 2, 6, 3, 7, 8, 9, 10, 5][1, 5, 2, 6, 7, 3, 8, 9, 10]

总结

本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望您能够多多关注的更多内容!

自然而然不想去因为别人的努力而努力,

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