Heap:可以迅速找到一堆数中的最大或者最小值的数据结构。
将根节点最大的堆叫做大顶堆或大根堆,根节点最小的堆叫做小顶堆或小根堆。常见的堆有二叉堆、斐波那契堆
假设是大根堆,常见的操作(API):
操作 | 时间复杂度 |
---|---|
find-max | O(1) |
delete-max | O(logN) |
insert(create) | O(logN)orO(1) |
二叉堆性质
通过完全二叉树来实现(注意:不是二叉搜索树)
二叉堆(大顶)满足下列性质:
- 是一棵完全树
- 树中任意节点的值总是>=其子节点的值
二叉堆一般都通过“数组”来实现
假设第一个元素在数组中的索引为0的话,则父节点和子节点的位置如下:
- 索引为i的左孩子的索引是(2*i+1)
- 索引为i的右孩子的索引是(2*i+2)
- 索引为i的父节点的索引是floor((i-1)/2)
-
insert 插入操作
1 新元素一律先插入到堆的尾部
2 依次向上调整整个堆的结构(一直到根即可)
HeapifyUp
delete max删除顶堆操作
1 将堆尾元素替换到顶部
2 依次从根部向下调整整个堆的结构(一直到堆尾)
HeapifyDown
注意:二叉堆是堆(优先队列priority_queue)的一种常见且简单的实现,但是并不是最优的实现
java中的PriorityQueue默认情况下是小顶堆
Queue<Integer>A=new PriorityQueue<>()
大根堆
Queue<Integer>A = new PriorityQueue<>((x,y) -> (y-x));