二叉堆的實現(最大堆)

2021-09-24 10:19:36 字數 2587 閱讀 2994

二叉堆是完全二元樹或者是近似完全二元樹,按照資料的排列方式可以分為兩種:最大堆和最小堆。

最大堆:父結點的鍵值總是大於或等於任何乙個子節點的鍵值;最小堆:父結點的鍵值總是小於或等於任何乙個子節點的鍵值。示意圖如下:

二叉堆一般都通過"陣列"來實現。陣列實現的二叉堆,父節點和子節點的位置存在一定的關係。

索引為i的左孩子的索引是 (2*i+1);

索引為i的左孩子的索引是 (2*i+2);

索引為i的父結點的索引是 floor((i-1)/2);

假設在最大堆[90,80,70,60,40,30,20,10,50]種新增85,需要執行的步驟如下:

如上圖所示,當向最大堆中新增資料時:先將資料加入到最大堆的最後,然後盡可能把這個元素往上挪,直到挪不動為止!

將85新增到[90,80,70,60,40,30,20,10,50]中後,最大堆變成了[90,85,70,60,80,30,20,10,50,40]。

假設從最大堆[90,85,70,60,80,30,20,10,50,40]中刪除90,需要執行的步驟如下:

如上圖所示,當從最大堆中刪除資料時:先刪除該資料,然後用最大堆中最後乙個的元素插入這個空位;接著,把這個「空位」盡量往下挪,直到剩餘的資料變成乙個最大堆。

從[90,85,70,60,80,30,20,10,50,40]刪除90之後,最大堆變成了[85,80,70,60,40,30,20,10,50]。

注意:考慮從最大堆[90,85,70,60,80,30,20,10,50,40]中刪除60,執行的步驟不能單純的用它的字節點來替換;而必須考慮到"替換後的樹仍然要是最大堆"!

msize++; //先插入調整後,當前大小再加1

}templatevoid maxheap::filterdown(int start, int end)

mheap[cur] = mheap[lch];

cur = lch;

lch = 2 * cur + 1;

} mheap[cur] = tmp;

}templatevoid maxheap::remove(t &data)

int index = getindex(data);

if (-1 == index)

mheap[index] = mheap[--msize];

filterdown(index, msize); //先減小大小,再向下調整

}templateint maxheap::getindex(t &data)

return -1;

}templatevoid maxheap::print()

; int i, len = (sizeof(a)) / (sizeof(a[0]));

maxheap* tree = new maxheap();

cout << "== 依次新增: ";

for (i = 0; iinsert(a[i]);

} cout << "\n== 最 大 堆: ";

tree->print();

i = 85;

tree->insert(i);

cout << "\n== 新增元素: " << i;

cout << "\n== 最 大 堆: ";

tree->print();

i = 90;

tree->remove(i);

cout << "\n== 刪除元素: " << i;

cout << "\n== 最 大 堆: ";

tree->print();

cout << endl;

delete tree;

}

二叉堆 最大堆實現

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