斜堆(三)之 Java的实现
2014-04-13 11:42
1881 查看
概要
前面分别通过C和C++实现了斜堆,本章给出斜堆的Java版本。还是那句老话,三种实现的原理一样,择其一了解即可。目录
1. 斜堆的介绍
2. 斜堆的基本操作
3. 斜堆的Java实现(完整源码)
4. 斜堆的Java测试程序
转载请注明出处:https://www.geek-share.com/detail/2608360520.html
更多内容:数据结构与算法系列 目录
斜堆的介绍
斜堆(Skew heap)也叫自适应堆(self-adjusting heap),它是左倾堆的一个变种。和左倾堆一样,它通常也用于实现优先队列;作为一种自适应的左倾堆,它的合并操作的时间复杂度也是O(lg n)。它与左倾堆的差别是:
(01) 斜堆的节点没有"零距离"这个属性,而左倾堆则有。
(02) 斜堆的合并操作和左倾堆的合并操作算法不同。
斜堆的合并操作
(01) 如果一个空斜堆与一个非空斜堆合并,返回非空斜堆。
(02) 如果两个斜堆都非空,那么比较两个根节点,取较小堆的根节点为新的根节点。将"较小堆的根节点的右孩子"和"较大堆"进行合并。
(03) 合并后,交换新堆根节点的左孩子和右孩子。
第(03)步是斜堆和左倾堆的合并操作差别的关键所在,如果是左倾堆,则合并后要比较左右孩子的零距离大小,若右孩子的零距离 > 左孩子的零距离,则交换左右孩子;最后,在设置根的零距离。
斜堆的基本操作
1. 基本定义public class SkewHeap<T extends Comparable<T>> { private SkewNode<T> mRoot; // 根结点 private class SkewNode<T extends Comparable<T>> { T key; // 关键字(键值) SkewNode<T> left; // 左孩子 SkewNode<T> right; // 右孩子 public SkewNode(T key, SkewNode<T> left, SkewNode<T> right) { this.key = key; this.left = left; this.right = right; } public String toString() { return "key:"+key; } } ... }
SkewNode是斜堆对应的节点类。
SkewHeap是斜堆类,它包含了斜堆的根节点,以及斜堆的操作。
2. 合并
/* * 合并"斜堆x"和"斜堆y" */ private SkewNode<T> merge(SkewNode<T> x, SkewNode<T> y) { if(x == null) return y; if(y == null) return x; // 合并x和y时,将x作为合并后的树的根; // 这里的操作是保证: x的key < y的key if(x.key.compareTo(y.key) > 0) { SkewNode<T> tmp = x; x = y; y = tmp; } // 将x的右孩子和y合并, // 合并后直接交换x的左右孩子,而不需要像左倾堆一样考虑它们的npl。 SkewNode<T> tmp = merge(x.right, y); x.right = x.left; x.left = tmp; return x; } public void merge(SkewHeap<T> other) { this.mRoot = merge(this.mRoot, other.mRoot); }
merge(x, y)是内部接口,作用是合并x和y这两个斜堆,并返回得到的新堆的根节点。
merge(other)是外部接口,作用是将other合并到当前堆中。
3. 添加
/* * 新建结点(key),并将其插入到斜堆中 * * 参数说明: * key 插入结点的键值 */ public void insert(T key) { SkewNode<T> node = new SkewNode<T>(key,null,null); // 如果新建结点失败,则返回。 if (node != null) this.mRoot = merge(this.mRoot, node); }
insert(key)的作用是新建键值为key的节点,并将其加入到当前斜堆中。
4. 删除
/* * 删除根结点 * * 返回值: * 返回被删除的节点的键值 */ public T remove() { if (this.mRoot == null) return null; T key = this.mRoot.key; SkewNode<T> l = this.mRoot.left; SkewNode<T> r = this.mRoot.right; this.mRoot = null; // 删除根节点 this.mRoot = merge(l, r); // 合并左右子树 return key; }
remove()的作用是删除斜堆的最小节点。
注意:关于斜堆的"前序遍历"、"中序遍历"、"后序遍历"、"打印"、"销毁"等接口就不再单独介绍了。后文的源码中有给出它们的实现代码,Please RTFSC(Read The Fucking Source Code)!
斜堆的Java实现(完整源码)
斜堆的实现文件(SkewHeap.java)/** * Java 语言: 斜堆 * * @author skywang * @date 2014/03/31 */ public class SkewHeapTest { public static void main(String[] args) { int a[]= {10,40,24,30,36,20,12,16}; int b[]= {17,13,11,15,19,21,23}; SkewHeap<Integer> ha=new SkewHeap<Integer>(); SkewHeap<Integer> hb=new SkewHeap<Integer>(); System.out.printf("== 斜堆(ha)中依次添加: "); for(int i=0; i<a.length; i++) { System.out.printf("%d ", a[i]); ha.insert(a[i]); } System.out.printf("\n== 斜堆(ha)的详细信息: \n"); ha.print(); System.out.printf("\n== 斜堆(hb)中依次添加: "); for(int i=0; i<b.length; i++) { System.out.printf("%d ", b[i]); hb.insert(b[i]); } System.out.printf("\n== 斜堆(hb)的详细信息: \n"); hb.print(); // 将"斜堆hb"合并到"斜堆ha"中。 ha.merge(hb); System.out.printf("\n== 合并ha和hb后的详细信息: \n"); ha.print(); } }
View Code
斜堆的Java测试程序
斜堆的测试程序已经包含在它的实现文件(SkewHeapTest.java)中了,这里仅给出它的运行结果:== 斜堆(ha)中依次添加: 10 40 24 30 36 20 12 16 == 斜堆(ha)的详细信息: 10 is root 16 is 10's left child 20 is 16's left child 30 is 20's left child 40 is 30's left child 12 is 10's right child 24 is 12's left child 36 is 24's left child == 斜堆(hb)中依次添加: 17 13 11 15 19 21 23 == 斜堆(hb)的详细信息: 11 is root 13 is 11's left child 17 is 13's left child 23 is 17's left child 19 is 13's right child 15 is 11's right child 21 is 15's left child == 合并ha和hb后的详细信息: 10 is root 11 is 10's left child 12 is 11's left child 15 is 12's left child 21 is 15's left child 24 is 12's right child 36 is 24's left child 13 is 11's right child 17 is 13's left child 23 is 17's left child 19 is 13's right child 16 is 10's right child 20 is 16's left child 30 is 20's left child 40 is 30's left child
相关文章推荐
- 斜堆 之 Java的实现
- 中文分词之Java实现使用IK Analyzer实现
- 《大话设计模式》java实现之访问者模式
- java 如何实现动态代理(mybatis底层原理)
- java实现十六进制字符unicode与中英文转换示例
- java实现kmp算法
- 余弦相似度-java代码实现
- Java网络编程案例--CS模型的简单实现
- hihocoder 1068 ST算法java实现
- 【JAVA笔记】JAVA后端实现统一扫码支付:微信篇_0
- 数据结构与算法分析笔记与总结(java实现)--数组10:数组中只出现一次的数字
- Java实现邮件传输
- Java常用的八种排序算法与代码实现
- 直接插入排序的Java实现、性能分析以及适用场景
- 最简单的对Java List列表按中文拼音排序的实现方式
- Java实现表达式计算(中缀表达式转化为后缀表达式/逆波兰式)
- Java调用dll的实现,JNA框架
- Java实现的几个常用排序算法详细解读
- Java实现Excel导入数据库,数据库中的数据导入到Excel
- JAVA 单例模式与hashmap结合实现缓存