最大堆 最小堆

2021-06-16 22:01:39 字數 2662 閱讀 9956

堆是一種經過排序的完全二叉樹,其中任一非終端節點的資料值均不大於(或不小於)其左孩子和右孩子節點的值。

最大堆和最小堆是

二叉堆的兩種形式。

最大堆:根結點的鍵值是所有堆結點鍵值中最大者。

最小堆:根結點的鍵值是所有堆結點鍵值中最小者。

而最大-最小堆集結了最大堆和最小堆的優點,這也是其名字的由來。

最大-最小堆是最大層和最小層交替出現的二叉樹

,即最大層結點的兒子屬於最小層,最小層結點的兒子屬於最大層。

以最大(小)層結點為根結點的子樹保有最大(小)堆性質:根結點的鍵值為該子樹結點鍵值中最大(小)項。

從乙個無序序列初始化為乙個堆的過程就是乙個反覆「篩選」的過程。由完全二叉樹的性質可以知,乙個有n個節點的完全二叉樹的最後乙個非葉節點是節點[n/2],堆的初始化過程就從這個[n/2]節點開始。上圖為如下無序陣列的初始化:

首先,未處理的陣列對應的堆為圖1模樣。從第四個節點開始([8/2]=4),因為50 < 97,故要交換兩節點,交換後還要繼續對其新的左子樹進行類似輸出後那樣的篩選。易見其左子樹只有節點97,已經為最佳情況,故可以繼續堆的初始化,如圖2。再考慮第三個節點,因為13 < 27 < 65,即節點13為當前的最小節點,故與節點65交換,並對新的左子樹進行篩選,其也為最佳情況,故可繼續堆的初始化,結果如圖3。然後考慮第二個節點,因為38 < 50 < 76,故已經為最優情況,不用調整。最後再考慮第乙個節點,根節點。因為 13

圖1為乙個最小堆,當最小節點根節點13刪除後,將最後乙個節點97作為根節點,移到頂端,如圖2. 然後要對堆進行調整。比較此完全樹的根節點與其兩個子節點大小,因為27 < 38 < 97,所以27是三個節點裡最小的,將節點27與根節點97交換。此時以97替代27而產生的右子樹為乙個新的堆,再以97為根節點,對此最小堆進行調整,同理,知道要將97與49交換,得到圖3的完全樹。此時以97代替49為根節點的右子樹為乙個新堆,再對此堆做同樣的操作,因為此完全樹已經是最小堆,所以可以停止操作,堆的調整完畢。此時再將根節點,對的最小值輸出,並進行同樣的調整,可以得到如圖4的新堆。這個過程被稱為「篩選」。

圖1為乙個最小堆,當插入元素10後,先把10放到樹的最後乙個節點的後邊,如圖1所示。然後進行堆調整,先比較插入元素處的根節點和左右子節點,10<38<49,對換10和38的位置,如圖2所示。在比較節點10和所處的根節點和左右子節點,10<13<27,對換10和13位置,如圖3所示,最後得到圖3所示的新堆。

最大堆 最小堆

堆的定義是 n個元素的序列,當且僅當滿足如下關係時被成為堆 1 ki k2i 且 ki k2i 1 或 2 ki k2i 且 ki k2i 1 i 1,2,n 2 當滿足 1 時,為最小堆,當滿足 2 時,為最大堆。若將此序列對應的一維陣列堪稱是乙個完全二叉樹,則2i和2i 1個節點分別是節點i的左...

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最大堆最小堆

最大堆 向下調整運算。最大堆 include define n 100 void adjustheap int heap,int s,int m if temp heap j heap s heap j s j heap s temp void createheap int heap,int n i...