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Java数据结构和算法（十四）——堆

在Java数据结构和算法（五）——队列中我们介绍了优先级队列，优先级队列是一种抽象数据类型（ADT），它提供了删除最大（或最小）关键字值的数据项的方法，插入数据项的方法，优先级队列可以用有序数组来实现...本篇博客我们介绍另外一种数据结构——堆，注意这里的堆和我们Java语言，C++语言等编程语言在内存中的“堆”是不一样的，这里的堆是一种树，由它实现的优先级队列的插入和删除的时间复杂度都为O(logN)，...所以相对于二叉搜索树，堆是弱序的。 2、遍历和查找　　前面我们说了，堆是弱序的，所以想要遍历堆是很困难的，基本上，堆是不支持遍历的。　　...对于查找，由于堆的特性，在查找的过程中，没有足够的信息来决定选择通过节点的两个子节点中的哪一个来选择走向下一层，所以也很难在堆中查找到某个关键字。　　...然后进行向上筛选的算法。　　注意：向上筛选和向下不同，向上筛选只用和一个父节点进行比较，比父节点小就停止筛选了。 ? 5、完整的Java堆代码　　首先我们要知道用数组表示堆的一些要点。

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数据结构---堆

堆的概念及结构堆的要求堆必须满足完全二叉树堆的分类堆分为两种： 1.小堆：任何一个孩子大于父亲 2.大堆：任意一个孩子都小于父亲堆的结构堆的逻辑结构：二叉树堆的物理结构：数组...堆的用处：堆排序、topk 堆的特点大堆可以找到最大值，小堆可以找到最小值堆的接口堆的表示堆的底层用的是顺序表，所以堆的表示和顺序表是一样的。...，我们可以看出这个堆事一个大堆，当我们插入一个比3小的数据时，我们是不用调的，因为它满足大堆的要求（所有的孩子都比父亲小），当我们插入比3大的数据时，我们就应该把这个数据往上调，通过比较孩子和父亲的大小...HPDataType HPTop(HP* php) { return php->a[0]; } 删除栈顶的数据注意：如果直接删除栈顶的数据，整个堆就会变得很乱，所以，删除堆顶的数据用到的方法是...：先将栈顶的数据和最后一个孩子交换，然后将最后一个数据删除，删除之后再用向下调整算法将栈顶的数据调到孩子的位置，以满足堆的要求。

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数据结构-堆

堆的定义堆（Heap）是一种特殊的树形数据结构，通常是一个完全二叉树。在堆中，每个节点都满足堆的性质：最大堆：父节点的值大于或等于其所有子节点的值。例如，在最大堆中，根节点是整个堆中的最大值。...最小堆：父节点的值小于或等于其所有子节点的值。在最小堆中，根节点是整个堆中的最小值。堆的存储堆通常使用数组来实现存储。...堆的基本操作插入元素：先将新元素添加到堆的末尾（数组的最后一个位置）。然后将新元素与其父节点进行比较，如果不满足堆的性质，则与父节点交换位置。...新的根节点可能不满足堆的性质，需要将其与子节点进行比较并交换，直到满足堆的性质。这个过程称为堆化（Heapify）。构建堆：可以从一个无序的数组构建堆。...优先队列：堆可以高效地实现优先队列。优先队列是一种数据结构，其中每个元素都有一个优先级，元素按照优先级出队。例如，在操作系统中，任务调度可以使用优先队列，高优先级的任务先执行。

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数据结构--堆

堆有两个特性：堆是一个完全二叉树堆中所有父节点都大于（最大堆）或者小于（最小堆）子结点。在一般的实现中，我们可以用数组来存储堆中的元素，数组的索引用于实现结点左右孩子的查找。...最小堆的实现代码如下： import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Random; /** * * 功能描述...siftDown操作，这样堆的特性就维护好了 for (int i = parent(array.length - 1); i >= 0; i--) { siftDown...*/ public boolean isEmpty() { return size == 0; } /** * * 功能描述: 返回当前堆的大小...，以保持堆的特性 siftDown(0); return ret; } /** * * 功能描述: 查看堆中最小的元素

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数据结构——堆

堆的基本知识堆（Heap）是一种特殊的树状数据结构。主要特性堆通常是一棵完全二叉树。堆中的每一个节点必须满足特定顺序要求，以这个要求分出大根堆和小根堆。...大根堆：任何一个父节点的值都大于或等于它的子节点的值。小根堆：任何一个父节点的值都小于或等于它的子节点的值。基本操作插入（Insertion）：在堆中添加新元素，同时保持堆的属性。...堆调整（Heapify）：将堆的某一部分重新调整，以恢复堆属性。...调整算法用于堆的插入和删除后恢复堆的属性，但是用调整算法的前提是堆原本是有序的（大根堆或者小根堆）向上调整首先算出parent的索引，parent跟child比较，若child大于parent，则交换...堆的删除是删除堆顶的数据，首先将堆顶数据和最后一个数据交换，让size--，然后使用向下调整算法恢复堆的属性。

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数据结构：堆的算法

一堆的向上调整算法我们在堆中插入一个数据一般实在堆的最后插入然后可以一步一步与上层结点（父结点进行比较），继而进行交换，完成二叉树的结构，其中我们就有公式父节点的下标=（孩子结点的下标-1...:堆排序那么我们可以通过堆的结构来进行排序，因为二叉树不是严格意义上的顺序结构它只保证父节点比孩子结点大或小。...我们可以实现一个算法来把堆的二叉树结构调整为升序或者降序。...我们可以先建立一个大小为k的堆，然后通过后N-k个数据依次和堆的头结点进行比较，判断是否入堆，如果入堆就向下调整到合适位置，这样数据读完我们就可以销毁文件，那么空吉安复杂度则只有建立的堆，然后堆的数据即为...，再把文件后面数据和堆顶比较，如果比堆顶大就进堆，然后向下调整。

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数据结构——堆

对于接触编程的人员来说，堆这个词经常会听到，经常和一群名次混合堆区，栈区，静态区等等，面试的时候可能经常也会遇到一个算法，堆排，今天小编主要和大家一起来看看堆这个数据结构。 ?...，也就是我们常说的最小堆和最大堆来看百度百科给出的定义：最大堆：根结点的键值是所有堆结点键值中最大者；最小堆：根结点的键值是所有堆结点键值中最小者。...堆排，对就是这个很多人哭着看完的算法。...堆排的原理就将是通过堆的调整，找到最大（或最小的）数，之后把他和最后的数交换，并让这个堆大小减一，那么这个最大（或最小的数）就不再参与堆的调整了.我们为啥做这么多函数呢？...就是为了实现这个堆排过程中的移动。当然还需要一个函数就是将这个堆顶取出来然后将堆最后的元素补上去再向下调整。

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【数据结构】堆的实现

前言在上一篇关于树和二叉树的博客中，最后提到了堆。有小根堆和大根堆。左边的结构是我们想象出来的，右边才是实际存储的结构。这次来实现堆。 2....堆的实现用数组来实现，这里以实现小堆为例子，它的特点是父节点小于子节点。先定义一个堆的结构体：为了方便扩容，加了size。...那么堆需要处理吗？在小堆中父亲节点小于子节点。通过当前位置，计算父节点的下标来判断一下，是否需要调整，显然28是小于30的这里就不需要调整了。...2.3.1 分析这时删除堆顶的数据，那么堆顶就是次小的值。这里要保持删除之后还是小堆。如果使用挪动数据覆盖，删除根，此时整棵树的父子关系全乱了，大小关系也乱了，这样是不可行的。...parent]); parent = child; child = parent * 2 + 1; } else { break; } } } 2.4 找根节点数据堆顶数据在数组中的位置就是

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（JAVA）浅入数据结构 “堆” - 实现和理论

堆1.1 堆的定义堆是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称，堆通常可以被看做是一棵完全二叉树的数组对象1.1.1 堆的特性它是完全二叉树，除了树的最后一层节点不需要是满的，其他的每一层从左到右都是满的，...k处的元素能在堆中处于一个正确的位置6. private void sink(int k)：使用下沉算法，使索引k处的元素能子啊堆中处于一个正确的位置成员变量private T[] items：用来存储元素的数组...2. private int N：记录堆中元素的个数1.3 堆的实现1.3.1insert插入方法的实现堆是使用数组完成数据元素的存储的，由于数组的底层是一串连续的内存地址，所以我们要往堆中插入数据。...我们只能往数组中从索引0处开始，以此往后存放数据，但是堆汇总堆元素的顺序是有要求的，每一个节点的数据要大于等于它的两个子节点的数据，所以每次插入一个元素都会使得堆中的数据顺序变乱，这个时候我们就需要通过一些方法让刚才插入的这个数据放入到合适的位置...如果往堆中新插入元素，我们只需要不断的比较新节点a[k]和它的父节点a[k/2]的大小，如何根据完成数据元素的交换，就可以完成堆的有序调整1.3.2 delMax删除最大元素方法的实现由堆的特性可知，

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【初阶数据结构】森林里的树影 “堆” 光：堆

将根结点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根结点最小的堆叫做最小堆或小根堆堆的性质：堆中某个结点的值总是不大于或不小于其父结点的值堆总是一棵完全二叉树堆的结构： typedef int HPDataType...画图可以发现这种交换方式，不会太大程度上破坏堆的结构，保证能够进行向下调整来恢复堆的秩序值得注意的是：删除特定位置元素的方法和删除堆顶是一样的遍历整个堆来找到目标元素位置将目标位置的元素与堆的最后一个元素进行交换...HPDataType HeapTop(HP* php) { assert(php); return php->a[0]; } 返回堆顶元素的值，最大堆的堆顶元素是堆中的最大值，最小堆的堆顶元素是堆中的最小值...我们知道无论是向上调整，还是向下调整，都要基于一个具有完整性质的堆下来实现，分为向上建堆和向下建堆向上建堆：向上建堆的核心思想是逐个插入元素到堆中，每插入一个元素就对其进行向上调整操作，使其满足堆的性质...因此：向下建堆的时间复杂度为O(N) 用同样的方法，也能算出向上建堆的时间复杂度为O(N * log N) 所以向下建堆是更高效的 4.代码展示传送门：Gitee堆代码 4.1 Heap.h

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Java数据结构与算法解析(十七)——斜堆

它与左斜堆的差别是： (1) 斜堆的节点没有”零距离”这个属性，而左斜堆则有。 (2) 斜堆的合并操作和左倾堆的合并操作算法不同。...斜堆的合并操作 (1) 如果一个空斜堆与一个非空斜堆合并，返回非空斜堆。 (2) 如果两个斜堆都非空，那么比较两个根节点，取较小堆的根节点为新的根节点。...第(3)步是斜堆和左倾堆的合并操作差别的关键所在，如果是左倾堆，则合并后要比较左右孩子的零距离大小，若右孩子的零距离 > 左孩子的零距离，则交换左右孩子；最后，在设置根的零距离。...递归实现合并 1.比较两个堆; 设p是具有更小的root的键值的堆，q是另一个堆，r是合併后的结果堆。 2.令r的root是p（具有最小root键值），r的右子树为p的左子树。...SkewHeap是斜堆类，它包含了斜堆的根节点，以及斜堆的操作。 2.

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堆和栈_数据结构堆和栈的区别

但对于很多的初学着来说，堆栈是一个很模糊的概念。堆栈：一种数据结构、一个在程序运行时用于存放的地方，这可能是很多初学者的认识，因为我曾经就是这么想的，并且和汇编语言中的堆栈一词混为一谈。...百度百科上对堆和栈进行了对比分析：堆栈空间分配栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。...堆栈数据结构区别堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序。栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。...分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。...堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多

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数据结构之堆

树结构的不同形态，堆、线段树、字段树、并查集，四种不同的树形数据结构。 1、优先队列，本身就是一种队列。普通队列，先进先出，后进后出。...O(n)，需要扫描一遍元素，找出其优先级最高的元素，拿出队列。对于数据结构来说，如果有一项操作是O(n)级别的，那么进行n个元素的操作，整个过程就会是n的平方的过程，相对来说，比较慢的。...二叉堆的性质，堆中某个节点的值总是不大于其父节点的值，就是根节点的元素是最大的元素，根节点的值总是大于等于其左右孩子的值。这样得到的堆称为最大堆，相应的可以定义最小堆。 ?...4、向堆中添加元素和Sift Up，从用户的角度来看是添加元素，从堆的角度来看，设计到一个非常基础的内部的操作，通常英文叫做Sift Up（堆中元素的上浮）。 ?...7、最大堆的实现代码，如下所示： 1 package com.maxHeap; 2 3 import com.company.Array; 4 5 import java.util.Random

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Python数据结构——堆

理解和掌握堆（Heap）数据结构对于解决各种问题非常重要。堆是一种特殊的树形数据结构，常用于高效地维护一组元素中的最大值或最小值。...本文将详细介绍Python中堆数据结构的使用，包括最小堆和最大堆，以及它们的应用场景。什么是堆？堆是一种树形数据结构，其中每个节点的值满足堆属性，通常是最大堆或最小堆。...堆数据结构在许多算法和问题中有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：优先队列：堆可用于实现优先队列，确保最高优先级的元素首先出队。...总结堆是一种非常有用的数据结构，用于高效地找到最大值或最小值，并在许多算法和问题中发挥关键作用。Python的 heapq 模块提供了堆操作的支持，使得堆的使用变得非常便捷。...了解堆数据结构及其应用场景将有助于你更好地处理和解决各种编程问题。无论是在算法设计、任务调度还是大数据分析中，堆都是一种不可或缺的工具。

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【数据结构】堆篇

实现中我们通常把堆（一种二叉树）使用顺序结构的数组来存储，需要注意的是这里的堆和操作系统的虚拟进程地址空间的堆是两回事，一个是数据结构，一个是操作系统中管理内存的一块区域分段。...Ki>=K2*i+1且Ki>=K2\2+2)i = 0,1,2…，则称为小堆（或大堆），将根节点最大的堆叫最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。...堆的性质：堆中的某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值。堆总是一颗完全二叉树。...1.3堆的实现 1.3.1 准备工作定义一个堆的结构体，结构体中维护着，堆的数据域，堆的有效数据个数，堆的空间大小。...堆的插入后的向上调整是大家可能不熟悉的，堆在插入数据时会有2种情况（以小堆为例）：插入的数据刚好大于其父节点，无需调整。插入的数据小于其父节点，需要调整。了解完情况后，要怎么向上调整呢？

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数据结构 - 堆(Heap）

数据结构 - 堆(Heap) 1.堆的定义堆的形式满足完全二叉树的定义：若 i < ceil(n/2) ，则节点i为分支节点，否则为叶子节点叶子节点只可能在最大的两层出现，而最大层次上的叶子节点都依次排列在该层最左侧的位置上...如果有度为1的节点，那么只可能有一个，且该节点只有左孩子根据堆定义的不同，分为大根堆和小根堆：大根堆每个节点的值都大于其子节点的值小根堆每个节点的值都小于其子节点的值除此之外还有一个重要的内容...: 单节点也符合堆的特质 2.堆的初始化堆的初始化可以可以分为如下几个步骤（以初始化最大根堆为例）：首先初始化为完全二叉树形式。...从最后一个具有孩子节点的节点进行调整，如果以该元素为根的子树是最大根堆，则不进行操作，否则将该子树调整为最大根堆（调整思路为不断与子节点进行比较和交换，直至满足最大根堆要求为止）。...i] = A[i]; } B[9] = 44;//插入44 AdjustUp(B,9,9); PrintfElementArray(B,9); } 参考文档 [1] 数据结构堆可视化

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数据结构之堆

思考假如需要设计一种数据结构，用来存放整数，要求提供3个接口：添加元素获取最大值删除最大值如果使用动态数组、双向链表和二叉树实现这个数据结构对应的时间复杂度如下表所示： ?...有没有更优的数据结构？使用堆，可以使得获取最大值的时间复杂度为O(1)、删除最大值和添加元素的时间复杂度为O(logn)。...堆的介绍堆（Heap）也是一种树状的数据结构（不要跟java内存模型中的“堆空间”混淆），常见的堆实现有：二叉堆（Binary Heap，完全二叉堆）多叉堆（D-heap、D-ary Heap...堆的性质：任意节点的值总是 ≥（ ≤ ）子节点的值如果任意节点的值总是 ≥ 子节点的值，称为：最大堆、大根堆、大顶堆如果任意节点的值总是 ≤ 子节点的值，称为：最小堆、小根堆、小顶堆...isEmpty(); void clear(); E get(); void add(E e); E replace(E e); E remove(); } 堆的数据结构

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数据结构：堆（Heap）

堆就是用数组实现的二叉树，所以它没有使用父指针或者子指针。堆根据“堆属性”来排序，“堆属性”决定了树中节点的位置。...堆的常用方法：构建优先队列支持堆排序快速找出一个集合中的最小值（或者最大值）在朋友面前装逼堆属性堆分为两种：最大堆和最小堆，两者的差别在于节点的排序方式。...来自数组的树用数组来实现树相关的数据结构也许看起来有点古怪，但是它在时间和空间上都是很高效的。我们准备将上面例子中的树这样存储： [ 10, 7, 2, 5, 1 ] 就这么多！...在堆中，在当前层级所有的节点都已经填满之前不允许开是下一层的填充，所以堆总是有这样的形状： ? 注意：你可以使用普通树来模拟堆，但是那对空间是极大的浪费。...对于我们的堆，我们只需要再有一次交换就恢复了堆属性： ? 删除任意节点绝大多数时候你需要删除的是堆的根节点，因为这就是堆的设计用途。但是，删除任意节点也很有用。

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数据结构之堆

介绍堆（英语：heap)是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称。堆通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。...堆总是满足下列性质：堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；堆总是一棵完全二叉树。将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。常见的堆有二叉堆、斐波那契堆等。...(ki = k2i,ki >= k2i+1), (i = 1,2,3,4…n/2) 数据结构在介绍中说,堆是一颗完全二叉树,那么你当然可以用二叉树的...此时是将调整的元素上浮到合适的位置. 删除元素删除元素是指移除堆顶元素,一般采用的方式是将堆顶元素和堆的最后一个元素交换,然后堆的元素减1. 之后,将堆顶元素下沉到合适的位置. ? 获取堆顶元素....全部代码 package heap; import java.util.Arrays; /** * created by huyanshi on 2019/1/16 */ public class

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数据结构——堆的实现（详解）

堆的介绍如果有一个关键码的集合K= {k0,k1,k2,…,kn-1},把它的所有元素按照完全二叉树的顺序储存方式储存在一个一维数组中，并满足：Ki=K2i+...将节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫最小堆或小根堆。性质堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；堆总是一棵完全二叉树。大小堆如同所示。...堆的实现介绍的话就到此为止，下面我们来进行堆的实现。无非就是那几样。...如果我们在最后插入的数据是一个大于等于56的数就没有问题，但是如果我们插入的是一个小于56的数呢？直接插入就不会满足小堆的结构了。...child, int parent) { HpDataType tmp = a[child]; a[child] = a[parent]; a[parent] = tmp; } 交换就是了删除在堆里删除也是一大难点

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