Java語言實現(xiàn)最大堆代碼示例
更新時間:2017年12月05日 15:02:38 作者:GoldArowana
這篇文章主要介紹了Java語言實現(xiàn)最大堆代碼示例,具有一定參考價值,需要的朋友可以了解下。
最大堆
最大堆的特點是父元素比子元素大,并且是一棵完全二叉樹。
data[1]開始存,data[0]空著不用。也可以把data[0]當(dāng)成size來用。
public class MaxHeap<T extends Comparable<? super T>> {
private T[] data;
private int size;
private int capacity;
public MaxHeap(int capacity) {
this.data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];
size = 0;
this.capacity = capacity;
}
public int size() {
return this.size;
}
public Boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
public int getCapacity() {
return this.capacity;
}
/**
* @return 查看最大根(只看不刪, 與popMax對比)
*/
public T seekMax() {
return data[1];
}
public void swap(int i, int j) {
if (i != j) {
T temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;
}
}
public void insert(T item) {
size++;
data[size] = item;
shiftUp(size);
}
/**
* @return 彈出最大根(彈出意味著刪除, 與seekMax對比)
*/
public T popMax() {
swap(1, size--);
shiftDown(1);
return data[size + 1];
}
/**
* @param child 孩子節(jié)點下角標(biāo)是child,父節(jié)點下角表是child/2
*/
public void shiftUp(int child) {
while (child > 1 && data[child].compareTo(data[child / 2]) > 0) {
swap(child, child / 2);
child = child / 2;
}
}
/**
* @param a data數(shù)組中某個元素的下角標(biāo)
* @param b data數(shù)組中某個元素的下角標(biāo)
* @return 哪個元素大就返回哪個的下角標(biāo)
*/
private int max(int a, int b) {
if (data[a].compareTo(data[b]) < 0) {
//如果data[b]大
return b;
//返回b
} else {
//如果data[a]大
return a;
//返回a
}
}
/**
* @param a data數(shù)組中某個元素的下角標(biāo)
* @param b data數(shù)組中某個元素的下角標(biāo)
* @param c data數(shù)組中某個元素的下角標(biāo)
* @return 哪個元素大就返回哪個的下角標(biāo)
*/
private int max(int a, int b, int c) {
int biggest = max(a, b);
biggest = max(biggest, c);
return biggest;
}
/**
* @param father 父節(jié)點下角標(biāo)是father,左右兩個孩子節(jié)點的下角表分別是:father*2 和 father*2+1
*/
public void shiftDown(int father) {
while (true) {
int lchild = father * 2;
//左孩子
int rchild = father * 2 + 1;
//右孩子
int newFather = father;
//newFather即將更新,父、左、右三個結(jié)點誰大,newFather就是誰的下角標(biāo)
if (lchild > size) {
//如果該father結(jié)點既沒有左孩子,也沒有右孩子
return;
} else if (rchild > size) {
//如果該father結(jié)點只有左孩子,沒有右孩子
newFather = max(father, lchild);
} else {
//如果該father結(jié)點既有左孩子,又有右孩子
newFather = max(father, lchild, rchild);
}
if (newFather == father) {
//說明father比兩個子結(jié)點都要大,表名已經(jīng)是大根堆,不用繼續(xù)調(diào)整了
return;
} else {
//否則,還需要繼續(xù)調(diào)整堆,直到滿足大根堆條件為止
swap(father, newFather);
//值進(jìn)行交換
father = newFather;
//更新father的值,相當(dāng)于繼續(xù)調(diào)整shiftDown(newFather)
}
}
}
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建大根堆
MaxHeap<Integer> maxHeap = new MaxHeap<Integer>(100);
//向堆里存
for (int i = 0; i < 100; i++) {
maxHeap.insert((int) (Math.random() * 100));
}
//創(chuàng)建數(shù)組
Integer[] arr = new Integer[100];
//從堆里取,放進(jìn)數(shù)組里
for (int i = 0; i < 100; i++) {
arr[i] = maxHeap.popMax();
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
}
最大堆:shiftDown()函數(shù)與上面不一樣
public class MaxHeap<T extends Comparable<? super T>> {
private T[] data;
private int size;
private int capacity;
public MaxHeap(int capacity) {
data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];
this.capacity = capacity;
size = 0;
}
public int size() {
return size;
}
public Boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
public void insert(T item) {
data[size + 1] = item;
size++;
shiftUp(size);
}
/**
* @return 彈出最大根(彈出意味著刪除, 與seekMax對比)
*/
public T popMax() {
T ret = data[1];
swap(1, size);
size--;
shiftDown(1);
return ret;
}
/**
* @return 查看最大根(只看不刪, 與popMax對比)
*/
public T seekMax() {
return data[1];
}
public void swap(int i, int j) {
if (i != j) {
T temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;
}
}
public void shiftUp(int k) {
while (k > 1 && data[k / 2].compareTo(data[k]) < 0) {
swap(k, k / 2);
k /= 2;
}
}
public void shiftDown(int father) {
while (2 * father <= size) {
int newFather = 2 * father;
if (newFather + 1 <= size && data[newFather + 1].compareTo(data[newFather]) > 0) {
//data[j] data[j+1]兩者取大的那個
newFather = newFather + 1;
}
if (data[father].compareTo(data[newFather]) >= 0) {
break;
} else {
swap(father, newFather);
//值進(jìn)行交換
father = newFather;
//newFather是(2*father)或者是(2*father+1),也就是繼續(xù)shiftDown(newFather);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建大根堆
MaxHeap<Integer> maxHeap = new MaxHeap<Integer>(100);
//向堆里存
for (int i = 0; i < 100; i++) {
maxHeap.insert((int) (Math.random() * 100));
}
//創(chuàng)建數(shù)組
Integer[] arr = new Integer[100];
//從堆里取,放進(jìn)數(shù)組里
for (int i = 0; i < 100; i++) {
arr[i] = maxHeap.popMax();
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
}
總結(jié)
以上就是本文關(guān)于Java語言實現(xiàn)最大堆代碼示例的全部內(nèi)容,希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站其他相關(guān)專題,如有不足之處,歡迎留言指出。感謝朋友們對本站的支持!
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