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堆结构

1、概述堆是一种经过排序的树形数据结构，每个节点都有一个值，通常我们所说的堆的数据结构是指二叉树。所以堆在数据结构中通常可以被看做是一棵树的数组对象。...而且堆需要满足一下两个性质：（1）堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；（2）堆总是一棵完全二叉树。...2、堆数据结构的应用 TreeSet集合底层采用的就是二叉树（更具体来说TreeSet集合底层采用的是红黑树，红黑树是二叉树的一种，具有自平衡的优点）二叉树的数据结构图 TreeSet集合存储数据的代码演示

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探秘堆结构

一、概述　　此处所说的堆为数据结构中的堆，而非内存分区中的堆。堆通常可以被看做是树结构，满足两个性质：1）堆中任意节点的值总是不大于（不小于）其子节点的值；2）堆是一棵完全树。...常见的堆结构，有二叉堆、左倾堆、斜堆、二项堆、斐波那契堆等。斐波那契堆在前文算法导论第十九章斐波那契堆已经作了讲述。本文主要对其余几种堆结构做宏观上的概述，并说明它们的异同点。...这种结构《算法导论》上没有提及，大概是因为太简单了吧。因为其本质是一棵二叉树，不像二项堆和斐波那契堆一样，具有复杂的结构。...二叉堆是非常平衡的树结构，左倾堆，从名字上来看，这种堆结构应该是整体往左倾，不平衡，那是什么导致它往左倾，孩子节点个数？不可能，比如下面这棵树： ?...如前所述，这些堆结构的提出，主要是解决简单二叉堆中Union操作的低性能的。

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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。...; php->capacity = 0; php->size = 0; } 在堆中插入数据在堆中插入数据我们要注意，有以下几种情况：如果所示：我们要在这个大堆的最后插入一个数据...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。...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。...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。...从最后一个非叶子节点开始，对每个非叶子节点执行堆化操作，直到整个数组满足堆的性质。堆的应用场景堆排序：利用堆的性质进行排序。可以在O(nlogn)时间复杂度内对数组进行排序。...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。...size = 0; } public MinHeap() { this(16); } /** * 传入一个array数组，构造堆...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...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

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。 ?...学习堆要有两个前提 1：你学过二叉树，不需要很精通，但是基本的结构你要知道 2：你学过线型表，随便一种（链表顺序表）都可以，为了理解容量这个概念。...堆实际上是在满二叉树基础上做的一个延拓，我们来看看满二叉树 ? 如果你第一次接触堆我们就来看个图 ?...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

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。...类别入队出队（拿出最大元素）普通线性结构（数组、链表等） O(1)，直接将新的元素扔进去。 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。...顺序线性结构（维持线性结构的顺序，动态数组、链表等） O(n)，入队操作，需要找到需要插入的线性结构的位置。 O(1)，只需要拿出队首或者队尾的元素即可。...堆中元素的上浮，最后的效果如下所示： ? 5、取出堆中的最大元素和Sift Down。

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【数据结构】堆篇

1.二叉树的顺序结构及实现 1.1 二叉树的顺序结构普通的二叉树是不适合用数组存储的，因为可能会存在大量的空间浪费。而完全二叉树更适合使用顺序结构存储。...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。...1.2 堆的概念及结构如果有一个关键码的集合K = {k0，k1，k2，…，kn-1}，把它的所有元素按完全二叉树的顺序存储方式存储在一个一维数组中，并满足：Ki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。...回答：上图中的首尾数据交换然后再删除堆尾数据后，此时结构已经不在为小堆了，为了让其变回笑堆，需要执行向下调整因为向下调整的目的是为了把值比根节点小的值往上推，为了实现这个目的，就需要让父节点和子节点比较

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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）。...= 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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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。...Top K问题：查找最大或最小的K个元素，通常使用堆来解决。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。

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JVM--堆内存结构

接着上篇文末，来详细了解堆，这也是我们做性能优化时针对的地方上次提到堆中存放着实例化的对象，我们知道c语言中没有类的概念，只有结构体，Java中的类最底层实际上也是一个结构体，实例化的类，我们又称为引用型对象...，实际就是一个指针指向结构体的内存，结构体内存是连续的空间下面的c代码计算了结构体的内存大小： #include #include //结构体定义方法：struct...，只不过节点中有一个指针指向下一个节点的内存首地址），而Java中，一般情况下，实例化的对象都会存在堆中，有时也可以存放在栈中。...接下来开始正片内容一、堆中的内存结构堆内存结构堆中内存分为两部分：新生代（young gen）和老年代（old gen），而新生代中又分为三部分：eden区、from区、to区，其中form区和...优点：每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。

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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...二叉堆（Binary Heap）二叉堆的逻辑结构就是一棵完全二叉树，所以也叫完全二叉堆。鉴于完全二叉树的一些特性，二叉堆的底层（物理结构）一般用数组实现即可。 ?...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。...堆属性非常有用，因为堆常常被当做优先队列使用，因为可以快速地访问到“最重要”的元素。注意：堆的根节点中存放的是最大或者最小元素，但是其他节点的排序顺序是未知的。...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！...继续堆化直到该节点没有任何子节点或者它比两个子节点都要大为止。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。

1.6K1 1

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...新建一个堆新建一个堆,有两种思路: 先将第一个数据作为原始的堆,然后不断执行”insert”操作. 直接将所有数据形成完全二叉树,然后不断调整,使其符合堆的特性....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. 直接返回数组在[0]的元素即可.

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数据结构--堆 Heap

堆排序（不稳定排序） 3.1 建堆方法1：一个一个的插入这种方式方法2：从倒数第一个有叶子节点的节点开始，检查其子节点是否满足堆，依次往前，直到堆顶，建堆的复杂度O(n) ?...优先出队，就是堆顶取出 a. 合并有序小文件把多个有序的小文件的第一个元素取出，放入堆中，取出堆顶到大文件，然后再从小文件中取出一个加入到堆，这样就把小文件的元素合并到大文件中了。...采用小顶堆，最先执行的放在堆顶，就只需要在堆顶时间到时执行堆顶任务即可，避免无谓的扫描。 4.2 用堆求 Top K（前K大数据） a....针对静态数据（数据不变）建立大小为K的小顶堆，遍历数组，数组元素与堆顶比较，比堆顶大，就把堆顶删除，并插入该元素到堆 b....插入数据到某个堆里后，两个堆数据量（应相等或者大堆比小堆多1）若不满足括号要求，则将某个堆的堆顶元素移动到另一个堆，直到满足括号要求，堆化复杂度O(lgn)，大堆的堆顶就是中位数，求中位数复杂度O(1)

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【数据结构】大根堆和小根堆

大根堆实现逻辑从整棵树的最后一颗子树开始调整，每次都让根节点和左右孩子去比较，如果根节点比左右孩子的最大值要小，那么就将这两个值进行交换，然后此时这颗子树变成了大根堆，再看下一颗树然后对下一颗树进行相同的处理方法...，后面的子树依次交换：当每棵子树都是大根堆的情况下，那么这棵树也就是大根堆了每一次交换的步骤为：从最后一棵树开始调整左右孩子的最大值和根节点进行比较，如果大于根节点，就交换遇到的主要问题...把最后一棵子树的根节点记作 p(parent)，左节点的值记作 c(child) 由于堆是由数组实现的，我们最初在创建堆的时候，每一个值都有一个下标，并且是按照层序排序的方式进行完全二叉树的构建，所以原数组的最后一个元素...小根堆的实现小根堆的实现只需要在大根堆实现的基础上将 child 的指向改为指向更小的那个节点： if (child + 1 < end && elem[child + 1] < elem[child...]) {child++;} parent 和 child 交换的条件改为 if (elem[child] < elem[parent]) 小根堆的代码与大根堆相似度高达 99%，只需要将 shiftDown

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【初阶数据结构】森林里的树影 “堆” 光：堆

1.堆的概念及结构如果有一个关键码的集合 K = { k_0 ， k_1 ， k_2 ，…， k_{n-1} }，把它的所有元素按完全二叉树的顺序存储方式存储在一个一维数组中，并满足： K_i...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...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...其实就是对堆插入的模拟实现建好堆之后，就能对堆进行排序，排序分为升序和降序升序：建大堆降序：建小堆为什么排序是这样建堆呢？

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数据结构|堆和树

堆堆是一种比较特殊的数据结构，可以看成一颗树的数组对象。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是一颗完全二叉树按照根节点是最大值还是最小值，分为了大顶堆和小顶堆。 ?...显然，堆的元素序列满足了以下条件 ? 或者 ? 常见的堆有二叉堆、斐波那契堆等。堆有序，常用作数组中的排序，称为堆排序。图图由有限个节点V和边的结合E组成。...图较为复杂，分别有邻接矩阵、邻接表、十字链表、邻接多重表、边集数组等存储结构。

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堆和栈_数据结构堆和栈的区别

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。...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...无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界），因为越界的结果要么是程序崩溃，要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中，没有发生上面的问题，你还是要小心

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