优先队列的实现（最小堆）

Posted 2021-02-12 poorguy

使用最小堆实现优先队列

定义上浮函数和下浮函数，对每一次加入的新节点，重新维护最小堆

代码:

public class PriorityMinQueue {
	private int[] arr;
	private int size;

	/**
	 * 返回优先队列的大小
	 * 
	 * @return
	 */
	public int Size() {
		return size;
	}

	public PriorityMinQueue() {
		this(20);
	}

	/**
	 * 初始化优先队列
	 * 
	 * @param capacity
	 */
	public PriorityMinQueue(int capacity) {
		if (capacity <= 0) {
			capacity = 30;
		} else {
			this.arr = new int[capacity];
			this.size = 1;
		}
	}

	/**
	 * 上浮
	 * 
	 * @param i
	 * @param key
	 */
	public void upFloat(int i) {
		while (i > 1) {
			int parent = i / 2;
			if (this.arr[i] >= this.arr[parent]) {
				break;
			}
			swap(i, parent);																																	
			i = parent;
		}
	}

	/**
	 * 下浮操作
	 * 
	 * @param i
	 */
	public void downFloat(int i) {
		while (2 * i <= this.size - 1) {
			int child = 2 * i;
			if (child < this.size - 1 && this.arr[child] > this.arr[child + 1]) {
				child++;
			}

			if (this.arr[i] <= this.arr[child]) {
				break;
			}

			swap(i, child);
			i = child;
		}
	}

	/**
	 * 交换两个数
	 * 
	 * @param i
	 * @param parent
	 */
	private void swap(int i, int parent) {
		int tmp = this.arr[parent];
		this.arr[parent] = this.arr[i];
		this.arr[i] = tmp;
	}
	
	/**
	 * 返回堆中的最大值
	 * @return
	 */
	public int Max() {
		return this.arr[0];
	}
	
	/**
	 * 向优先队列中添加一个元素
	 * @param value
	 */
	public void add(int value) {
		resize();
		this.arr[size++] = value;
		upFloat(size-1);
//		
//		for(int i=1;i<size;i++) {
//			System.out.print(arr[i]+" ");
//		}
//		System.out.println();
//		System.out.println("*********************************");
	}

	/**
	 * 重新调整列表容量
	 */
	private void resize() {
		if(size == this.arr.length) {
			System.out.println("正在扩容");
			int []tmparr = new int[arr.length*2];
			for(int i=0;i<size;i++) {
				tmparr[i] = arr[i];
			}
			arr = tmparr;
		}
	}
	

	/**
	 * 将优先队列中的最大值弹出
	 */
	public int pop() {
		int t = this.arr[1];
		this.arr[1] = this.arr[--size];
		downFloat(1);
		return t;
	}
	
	/**
	 * 判断优先队列是否为空
	 * @return
	 */
	public boolean isEmpty() {
		if(size==1) {
			return true;
		}else {
			return false;
		}
	}
	
	/**
	 * 返回队列头
	 * @return
	 */
	public int front() {
		return this.arr[0];
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		PriorityMinQueue minQueue = new PriorityMinQueue();
		for(int i=100;i>0;i--) {
			minQueue.add(i);
		}
		
		while(!minQueue.isEmpty()) {
			System.out.println(minQueue.pop());
		}
	}
}