基本2D優先堆

2021-09-21 05:57:42 字數 2103 閱讀 6269

考慮一種佇列:每次取出的資料是佇列中最小的元素。這種佇列可用於程式排程,作業分配等領域,這種佇列被稱為優先佇列,核心的方法有:

優先佇列可以使用堆這一資料結構實現

二叉堆是除了底層外被完全填滿的二叉樹,最底層的資料也是從左到右填入(完全二叉樹)。因為其填滿的特性,可以直接使用陣列實現該樹型結構:乙個位於陣列i位置的節點的子節點分別是2*i和2*i+1

當乙個二叉堆實現優先佇列時,除了要滿足堆的基本特性,還要滿足乙個特性:對任意乙個節點,其值小於其所有的子節點(若有子節點)。則遞迴的來看,位於根(陣列位置0)的節點即為最小的資料。

對於堆,每次插入的位置是固定的,若直接將插入元素插入該位置,則優先佇列的特性被破壞,因此,需要找到合適的插入位置。操作方法為遞迴的比較插入位置和插入位置父節點的大小,若滿足特性則插入,不滿足則交換待插入位置和父節點的資料(將父節點資料寫入待插入位置,待插入位置為新的父節點)

刪除方法有兩個功能,第乙個功能是將最小的資料彈出,這可以直接返回根節點的值實現;第二個功能是更新新的元素,由於堆少了乙個節點,而該節點的位置必須是底層最右側的節點。因此將該節點資料取出,並插入到跟節點的位置,這樣堆的特性被破壞。於是取跟節點為待插入位置,遞迴的比較待插入節點和子節點的最小節點,獲得插入該元素的位置。

這段**寫的時候狀態比較差,僅供參考

type nodedata struct 

type heap2d struct

func newheap2d() *heap2d 

newheap.size = 15

newheap.lenght = 1

for i := 0; i < newheap.size; i++

}return newheap

}

func (h *heap2d) insert(din nodedata) error 

i := 0

for i = h.lenght; h.heap[i/2].num >= din.num && i != 0; i = i / 2

h.heap[i] = din //插入

h.lenght++

return nil

}

func (h *heap2d) deletemin() (nodedata, error) , errors.new("heap empty")

}dout := h.heap[1] //取出根節點資料,該資料為優先順序最高的節點

err := h.downflow(1, h.heap[h.lenght-1]) //呼叫下移方法將堆中的最後乙個節點從根節點插入

h.lenght--

return dout, err

}

func (h *heap2d) downflow(nodenum int, insert nodedata) error  else if 2*nodenum >= h.lenght  else if insert.num < h.heap[h.findminson(nodenum)].num 

// 兩個子節點的最小標號小於帶插入資料標號,遞迴該過程

next := h.findminson(nodenum)

h.heap[nodenum] = h.heap[next]

return h.downflow(next, insert)

}// 該方法用於計算出最小子節點標號

func (h *heap2d) findminson(nodenum int) int

if h.heap[2*nodenum].num > h.heap[2*nodenum+1].num

return 2 * nodenum

}

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