大/小根堆 - PriorityQueue

1,基础知识

1)完全二叉树,双亲节点和孩子节点的关系
array[0,...,n-1]表示完全二叉树顺序存储模式
1.节点array[i] 的父节点为 i==0 ? null : array[i-1/2]
2.节点array[i]的左孩子为,array[2*i + 1]
3.节点array[i]的右孩子为,array[2*i + 2]
2)堆在数组中的表示方式
堆的逻辑结构是一颗完全二叉树,存储结构是一个数组。
数组为完全二叉树的层次遍历的结果。
3)大根堆和小根堆的定义
前提0 <= i < (n-1)/2
1.满足array[i] <= array[2i + 1] && array[i] <= array[2i + 2] 为小根堆。
2.满足array[i] >= array[2i + 1] && array[i] >= array[2i + 2] 为大根堆。

2,创建小根堆

1)调整数组为小根堆
处理非叶子节点顺序从[len/2 -1 ~ 0]
调整小根堆顺序,从上往下调整

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2)小根堆插入
将元素放到数组末尾
和parent比较,从下往上调整小根堆
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3)小根堆删除
删除array[0] -> array[0] = array[size-1] -> array[size-1] = 0
从上往下,父节点与左右孩子的最小值比较,依次调整小根堆
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3,大根堆

1)调整方法。父节点与左右子节点的最大者比较,如果小于max,则交换。

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2)大根堆插入
放入数组的最后一个位置
节点上浮,与父节点(i-1)/2比较
3)大根堆删除
删除堆顶元素 -> 将最后个元素赋值给堆顶
从上往下,父节点与左右子孩子的最大值比较,调整最大堆。
4)JDK实现大根堆和小跟堆
PriorityQueue: 默认为小根堆
PriorityQueue:自定义的Comparator,使用o2 - o1,实现大根堆

4,堆排序

1)一种选择排序,最坏、最好、平均负责度都为nlog(n)。
升序:借助大根堆
降序:借助小根堆
2)堆排序步骤
1.初始化数组为大根堆。
2.将array[0] 与 array[len - 1]交换
3.剩余n-1个元素重新调整为大根堆
4.重复执行交换、调整的步骤

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