数据结构与算法之堆

Posted 2020-12-06 self-crossing

由于之前失误 在堆排序中没有列出堆的实现 现在补上

public class MaxHeap {

    /** 所谓大顶堆 就是每个树的父节点都比其左右子节点大 */

    /**
     * 堆
     */
    private int[] heap;

    /**
     * 界限
     */
    private final int limit;

    /**
     * 堆中数据个数
     */
    private int heapSize;

    /**
     * 构造器
     */
    public MaxHeap(int limit) {
        this.limit = limit;
        heap = new int[limit];
        heapSize = 0;
    }


    public static void main(String[] args) {
        MaxHeap maxHeap = new MaxHeap(10);
        maxHeap.push(3);
        maxHeap.push(6);
        maxHeap.push(5);
        maxHeap.push(2);
        maxHeap.push(7);
        maxHeap.push(0);
        maxHeap.push(11);
        maxHeap.push(22);
        maxHeap.push(4);

        ArrayUtil.printArray(maxHeap.heap);

        maxHeap.pop();


    }

    public void push(int value) {
        if (heapSize == limit) {
            throw new RuntimeException(" is full");
        }

        heap[heapSize] = value;

        /** 调节堆 */
        heapInsert(heap, heapSize++);
    }

     /** 堆弹出 返回最大值并且保证大顶堆数据结构不变 */
    public int pop(){
        int resultVal = heap[0];

        /** 将最后一个叶子节点提到根接单上 */
        ArrayUtil.swap(heap,0,--heapSize);

        heapify(heap,0,heapSize);

        return resultVal;
    }

    public void heapInsert(int[] heap, int index) {
        /**
         * arr[index]
         * arr[index] 不比 arr[index父]大了 ， 停
         * index = 0;
         */

        while (heap[index] > heap[(index - 1) / 2]) {
            ArrayUtil.swap(heap, index, (index - 1) / 2);
            index = (index - 1) / 2;
        }
    }


    public void heapify(int [] heap, int index, int heapSize){
        /**
         * 从index位置,往下看,不断的下沉，
         * 停：我的孩子都不再比我大;已经没孩子了;
         *
         * 左右两个孩子中，谁大，谁把自己的下标给largest
         * 右  ->  1) 有右孩子   && 2）右孩子的值比左孩子大才行
         * 否则，左
         */

        /** 左节点 */

        int left = index * 2 + 1;

        /** 如果一直有左孩子 */
        while(left < heapSize){

            /** 左右两个孩子中谁的比较大 那么就返回谁 */
            int largest = left + 1 < heapSize && heap[left + 1] > heap[left] ? left + 1 : left;
            largest = heap[largest] > heap[index] ? largest : index;
            if (largest == index) {
                break;
            }

            ArrayUtil.swap(heap,index,largest);

            index = largest;

            left = index * 2 +1;

        }

    }
}