Java|Java 数据结构与算法系列精讲之二叉堆 Java数据结构与算法系列精讲之

概述
优先队列
二叉堆
二叉堆实现

获取索引
添加元素
siftUp

完整代码

概述从今天开始, 小白我将带大家开启 Java 数据结构 & 算法的新篇章.

优先队列优先队列 (Priority Queue) 和队列一样, 是一种先进先出的数据结构. 优先队列中的每个元素有各自的优先级, 优先级最高的元素最先得到服务. 如图:

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二叉堆二叉堆 (Binary Heap) 是一种特殊的堆, 二叉堆具有堆的性质和二叉树的性质. 二叉堆中的任意一节点的值总是大于等于其孩子节点值. 如图:

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二叉堆实现
获取索引

// 获取父节点的索引值public int parent(int index) {if (index <= 0) {throw new RuntimeException("Invalid Index"); }return (index - 1) / 2; }// 获取左孩子节点索引public int leftChild(int index) {return index * 2 + 1; }// 获取右孩子节点索引public int rightChild(int index) {return index * 2 + 2; }

添加元素

// 添加元素public void add(E e) {data.add(e); siftUp(data.size() - 1); }

siftUp

// siftDownprivate void siftDown(int k) {while (leftChild(k) < data.size()) {int j = leftChild(k); if (j + 1 < data.size() && data.get(j + 1).compareTo(data.get(j)) > 0) {j++; }if (data.get(k).compareTo(data.get(j)) >= 0) {break; }Collections.swap(data, k, j); k = j; }}

完整代码

import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; public class BinaryHeap> {private ArrayList data; // 无参构造public BinaryHeap() {data = https://www.it610.com/article/new ArrayList<>(); }// 有参构造public BinaryHeap(int capacity) {data = https://www.it610.com/article/new ArrayList<>(capacity); }// 或者元素个数public int size() {return data.size(); }// 判断堆是否为空public boolean isEmpty() {return data.isEmpty(); }// 获取父节点的索引值public int parent(int index) {if (index <= 0) {throw new RuntimeException("Invalid Index"); }return (index - 1) / 2; }// 获取左孩子节点索引public int leftChild(int index) {return index * 2 + 1; }// 获取右孩子节点索引public int rightChild(int index) {return index * 2 + 2; }// 添加元素public void add(E e) {data.add(e); siftUp(data.size() - 1); }// siftUpprivate void siftUp(int k) {while (k > 0 && data.get(parent(k)).compareTo(data.get(k)) < 0) {Collections.swap(data, k, parent(k)); k = parent(k); }}// siftDownprivate void siftDown(int k) {while (leftChild(k) < data.size()) {int j = leftChild(k); if (j + 1 < data.size() && data.get(j + 1).compareTo(data.get(j)) > 0) {j++; }if (data.get(k).compareTo(data.get(j)) >= 0) {break; }Collections.swap(data, k, j); k = j; }}}

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