数据结构实战java实现二叉堆

什么是堆

堆是一颗完全被填满的二叉树

形如这样的



而这样则不是完全二叉树

堆序性质

每个节点都要的节点值都要大于（小于）子树的值。

顺序实现特点

对于除0位置以外的，位置i，它的左子为2i，右子为2i+1。父亲为 i/2.

具体实现

排序原理

插入原理

上滤，在下一个位置上创建一个空位，插入值于空位的父亲值对比，若插入值较小，于父亲值交换位置。

删除原理

下滤，将第一个值删去，将最后一个位置的值放在第一个位置，将此值的左，右孩子值比较较小的于此值交换位置，直到到叶子停止。

二叉堆得作用

排序

事件模拟

public class MyBinaryHeap<AnyType extends Comparable< ? super AnyType>> {

public MyBinaryHeap( ) {
clear(DEFAULT_CAPACITY);
}

public void clear( int  capacity ) {
array = (AnyType []) new Comparable[capacity];

}

//使用上滤，这种方法插入值
public void insert(AnyType value ) {

if( currentSize == array.length - 1)
enlargeArray( array.length * 2 + 1);

int hole = ++currentSize;
for ( ; hole > 1 && value.compareTo(array[hole /2]) < 0; hole /= 2)
array[hole] = array[ hole/2];
array[ hole] = value;

}
//返回最小值
public AnyType findMin() {
return array[1];

}

public boolean isEmpty() {
return currentSize == 0;
}

public AnyType deleteMin() {
try {
if (isEmpty() )
throw new UnderflowException("二叉堆为空");
}
catch(UnderflowException e) {
System.out.println(e);
}

AnyType minItem = findMin();
array[1] = array[ currentSize--];
percolateDown( 1 );
return minItem;
}

public void makeEmpty() {
array = (AnyType []) new Comparable[1];

}

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

private int currentSize;

private AnyType [] array;
// 使用下潜法将大值放下去，小值放上来。
private void percolateDown( int hole) {
int child;
AnyType temp = array[ hole ];

for (  ; hole * 2 <= currentSize; hole = child) {

child = hole * 2;
if ( child != currentSize &&
array[child + 1].compareTo(array[child]) < 0)
child++;
if ( array[child].compareTo(temp) < 0)
array[hole] = array[child];
else
break;

}
array[hole] = temp;

}

private void enlargeArray( int newSize ) {
AnyType [] newarray;
newarray= (AnyType[]) new Comparable[ newSize ];
int i = 0;
for (  AnyType item : array)
newarray[ i++] = item;

array = newarray;

}
}

测试代码

public static void main(String[] args) {
MyBinaryHeap test = new MyBinaryHeap();
test.insert(4);
test.insert(3);
test.insert(2);
test.insert(1);
test.deleteMin();
System.out.println(test.findMin());
}

测试结果

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