徹底搞定堆排序:二叉堆
二叉堆
什么是二叉堆
二叉堆本質(zhì)上是一種完全二叉樹,它分為兩個(gè)類型
- 最大堆:最大堆的任何一個(gè)父節(jié)點(diǎn)的值,都大于等于它的左、右孩子節(jié)點(diǎn)的值(堆頂就是整個(gè)堆的最大元素)
- 最小堆:最小堆的任何一個(gè)父節(jié)點(diǎn)的值,都小于等于它的左、右孩子節(jié)點(diǎn)的值(堆頂就是整個(gè)堆的最小元素)
二叉堆的根節(jié)點(diǎn)叫做堆頂
二叉堆的基本操作
- 插入節(jié)點(diǎn)
- 刪除節(jié)點(diǎn)
- 構(gòu)建二叉堆
這幾種操作都基于堆的自我調(diào)整,所謂堆自我調(diào)整,就是把一個(gè)不符合堆的完全二叉樹,調(diào)整成一個(gè)堆,下面以最小堆為例。
插入
插入節(jié)點(diǎn)0的過程

刪除
刪除節(jié)點(diǎn)的過程和插入的過程剛好相反,所刪除的是處于堆頂?shù)墓?jié)點(diǎn)。例如刪除1
- 為了維持完全二叉樹的結(jié)構(gòu),把堆的最后一個(gè)元素臨時(shí)補(bǔ)充到堆頂
- 刪除原來10的位置
- 對(duì)堆頂?shù)墓?jié)點(diǎn)10執(zhí)行下沉操作

構(gòu)建
構(gòu)建二叉堆,也就是把一個(gè)無序的完全二叉樹調(diào)整為二叉堆,本質(zhì)就是讓所有的非葉子節(jié)點(diǎn)一次下沉


二叉堆代碼實(shí)現(xiàn)
二查堆雖然是一顆完全二叉樹,但它的存儲(chǔ)方式并不是鏈?zhǔn)降模琼樞虼鎯?chǔ),換句話說,二叉堆的所有節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)在數(shù)組中

當(dāng)父節(jié)點(diǎn)為parent時(shí),左孩子為2 * parent + 1;右孩子為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() {
//從最后一個(gè)非葉子節(jié)點(diǎn)開始,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++;
}
//如果父節(jié)點(diǎn)小于較小孩子節(jié)點(diǎn)的值,直接跳出
if (temp <= arr[childrenIndex]) break;
//無需交換,單向賦值
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]) {
//單向賦值
arr[childrenIndex] = arr[parentIndex];
childrenIndex = parentIndex;
parentIndex = (parentIndex - 1) / 2;
}
arr[childrenIndex] = temp;
}
}
結(jié)果:
[0, 1, 2, 6, 3, 7, 8, 9, 10, 5]
[1, 5, 2, 6, 7, 3, 8, 9, 10]
總結(jié)
本篇文章就到這里了,希望能給你帶來幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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