學習筆記 堆

2021-07-09 04:46:43 字數 813 閱讀 7628

heap:堆

堆是一種建立在樹上的結構,是一種完全二叉樹型的資料結構,目前了解到的應用是堆排序,然後用於實現優先佇列。堆的特點是,子結點一定比父結點大或者小於父結點。其中,所有子結點都小於父結點的堆是最大二叉堆,子結點小於父結點的是最小二叉堆。

堆的核心是heapify,維護堆合法性的演算法;後續談到的建立堆,堆排序,堆中插入元素,刪除元素都離不開維護堆合法性。所以在一開始打算談一下如何維護堆的合法性。

這裡用到陣列來模擬二叉堆。為所有的結點編號。那麼任取乙個結點,若該結點有子結點,則該結點的左子結點編號為父結點編號*2,右結點為其父結點編號*2+1。那麼維護堆合法性就需要將選定結點與其子結點進行比較。以最大二叉堆為例,選出父結點,子結點中值最大的點,若該點不為父結點,則將該結點與父結點交換,並考慮交換後原交換結點處的合法性。**如下:

void heapify(int *a,int i,int n)

在乙個二叉堆中對於高度為h的堆,其第i層最多含有2^(i-1)個結點,且堆是一種完全二叉樹型的資料結構。那麼,h層的結點編號為2^(h-1)~2^h-1。一共有n個結點,那麼n/2~n為葉子結點。對於這些結點可以看做僅含乙個結點的子堆。那麼從他們的父結點開始向上層考察堆的合法性,每次可以保證,從考察結點開始的子堆在合法性維護結束後,該子結點一定是合法的。那麼考察到最頂層後,整個堆就是合法的。

堆排序是一種基於堆結構的排序方法。核心思想是取出堆頂元素,與最後乙個元素交換位置,將元素數量減一,然後維護堆的合法性。

void heapsort(int *a,int &n)

}

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