数据结构——优先队列

Posted 2022-01-03 龍弟-idea

优先队列:队列中的元素有优先级

优先队列按照其作用可以分为以下两种:

①最大优先队列:可以获取并删除队列中的最大元素

无论入队的顺序，当前最大的元素先出列

②最小优先队列:可以获取并删除队列中的最小元素

无论入队的顺序，当前最小的元素先出列

最大优先队列

由于堆这种结构是可以方便删除最大值，因此，可以直接用堆结构实现优先队列

堆结构:数据结构——堆_龍弟-idea的博客-CSDN博客

最小优先队列

之前的堆结构为最大堆

1. 最大的元素放在数组的索引 1 处。

2. 每个结点的数据总是大于等于它的两个子结点的数据。

最小堆则利用相反的思想

1. 最小的元素放在数组的索引 1 处。

2. 每个结点的数据总是小于等于它的两个子结点的数据。

//最小优先队列代码
public class MinPriorityQueue <T extends Comparable<T>>
    private T[] items;
    private int N;
 
    public MinPriorityQueue(int capacity)
        this.items = (T[]) new Comparable[capacity+1];
        this.N = 0;
    
 
    // 获取队列中元素的个数
    public int size()
        return N;
    
    // 判断队列是否为空
    public boolean isEmpty()
        return N==0;
    
    // 判断堆中索引i处的元素是否小于索引j处的元素
    private boolean less(int i, int j)
        return items[i].compareTo(items[j])<0;
    
    // 交换堆中的元素值
    private void exch(int i, int j)
        T tmp = items[i];
        items[i] = items[j];
        items[j] = tmp;
    
    // 往堆中插入一个元素
    public void insert(T t)
        items[++N] = t;
        swim(N);
    
    // 删除堆中最小的元素，并返回这个最小元素
    public T delMin()
        T min = items[1];
        exch(1,N);
        N--;
        sink(1);
        return min;
    
 
    // 上浮算法
    private void swim(int k)
        while(k>1)
            if(less(k,k/2))  // k/2是父节点
                exch(k,k/2);
            
            k = k/2;
        
    
 
    // 下沉算法
    private void sink(int k)
        while(2*k<=N)  // 2*k是左子节点
            int min; //索引值
            if(2*k+1<=N)
                if(less(2*k,2*k+1))
                    min = 2*k;
                else
                    min = 2*k+1;
                
            else
                min = 2*k;
            
 
            //判断当前结点和较小值的大小
            if(less(k,min))
                break;
            
            //当前结点大，交换
            exch(k,min);
            k=min; //这里容易写反