本文主要是介绍二叉堆的构建,上浮以及下沉,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
二叉堆本质上就是完全二叉树,分为两类
- 最大堆,所有的父节点都大于或等于它的左右孩子节点
- 最小堆,所有的父节点都小于或等于它的左右孩子节点
以下代码都是以最小堆为例
二叉堆的操作
二叉堆虽然是一个完全二叉树,但是它的存储方式并不是链式存储,而是顺序存储,它所有的节点都存储在数组中。
父节点与孩子节点,父节点与父节点的父节点在数组中坐标的关系推导
插入节点
插入的节点存放在二叉堆的最后一个位置,然后将这个节点与它的父节点比较,不满足最小堆性质的就将二者交换,这就是“上浮”,再与新的父节点比较,直至上浮到正确位置
/*** 上浮 插入时用上浮* @param array 待调整的堆*/
public static void upAdjust(int[] array){int child = array.length-1;int parent = (child-1)/2;//存放插入的节点数值,用于最后交换int temp = array[child];while(child>0&&temp<array[parent]){//有了temp就不需要交换,只需覆盖最后跳出while时再把temp放在该放的位置array[child]=array[parent];//父节点变为孩子节点child = parent;// 父节点的父节点parent=(child-1)/2;}array[child]=temp;
}
删除节点
二叉堆所删除的是出于堆顶的节点,为了维持二叉树的结构,会将最后一个节点临时补到堆顶的位置,然后依次和左右孩子比较进行下沉操作。
/*** 下沉,删除时用下沉* @param array 堆* @param index 要下沉的父节点* @param length 堆的有效大小*/
public static void downAdjust(int[] array,int index,int length){//左孩子节点int child = 2*index+1;//临时存放父节点的值用于最后的交换int temp=array[index];//判断是否存在左孩子节点while(child<length){//判断是否存在右孩子节点,并且右孩子节点并且左孩子节点大于右孩子节点if(child+1<length&&array[child]>array[child+1]){child++;}//判断父节点是否小于右孩子节点,小于就跳出if(temp<=array[child]){break;}// 与上浮一样不交换直接覆盖array[index] = array[child];index = child;child = index*2+1;}array[index] = temp;
}
构建二叉堆
构建二叉堆是将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依次下沉。从二叉树的最后一个非叶子节点开始。
/*** 构建堆 将一个无序的完全二叉树调整为二叉堆,让所有的非叶子节点依次下沉* @param array*/
public static void buildHeap(int[] array){//从二叉堆最后一个非叶子节点开始,让所有非叶子节点依次下沉for (int i = (array.length-2)/2; i >=0 ; i--) {downAdjust(array,i,array.length);}
}
这篇关于二叉堆的构建,上浮以及下沉的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!