小顶堆在Java中的一种优雅实现

2023-10-23 13:58
文章标签 java 实现 优雅 一种 小顶

本文主要是介绍小顶堆在Java中的一种优雅实现,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!

 今天探索TopK问题的时候取得的阶段性成果,记录下来以供翻阅。

/*** 小顶堆/最小堆实现* * @author stephenshen**/
public class MinHeap {// 堆得存储结构:数组private int[] data;/*** 构造方法:传入一个数组,并转换为一个最小堆* * @param data*/public MinHeap(int[] data) {this.data = data;buildHeap();}/*** 将数组转化为最小堆*/private void buildHeap() {//完全二叉树只有数组下标小于或等于 (data.length) / 2 - 1 的元素有孩子结点,遍历这些结点。//比如上面的图中,数组有10个元素, (data.length) / 2 - 1的值为4,a[4]有孩子结点,但a[5]没有//即,从下自上开始堆化(从最下层非叶子节点开始)for (int i = (data.length) / 2 - 1; i >= 0; i--) {heapify(i);}}/*** 从当前节点开始堆化* * @param i*/private void heapify(int i) {// 获取左右节点数组下标int l = left(i);int r = right(i);// 假定的当前节点、左子节点、右子节点中 最小值的下标int smallest = i;// 存在左子节点,且左子节点的值小于当前节点的值if (l < data.length && data[l] < data[i])smallest = l;// 存在右子节点,且右子节点的值小于当前节点的值if (r < data.length && data[r] < data[i])smallest = r;// 左右结点的值都大于根节点,直接returnif (i == smallest)return;// 将最小值与当前节点互换位置swap(i, smallest);// 从之前最小值节点位置重新堆化heapify(smallest);}/*** 获取右节点的数组下标* * @param i* @return*/private int right(int i) {return (i + 1) << 1;}/*** 获取左节点的数组下标* * @param i* @return*/private int left(int i) {return ((i + 1) << 1) - 1;}/*** 交换元素位置* * @param i* @param j*/private void swap(int i, int j) {int tmp = data[i];data[i] = data[j];data[j] = tmp;}/*** 获取堆中最小元素,即根元素* * @return*/public int getRoot() {return data[0];}/*** 替换根元素,并重新heapify* * @param root*/public void setRoot(int root) {data[0] = root;heapify(0);}
}

 

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