堆常用來實現優先佇列,在這種佇列中,待刪除的元素為優先順序最高(最低)的那個。在任何時候,任意優先元素都是可以插入到佇列中去的,是電腦科學中一類特殊的資料結構的統稱
最大(最小)堆是一棵每乙個節點的鍵值都不小於(大於)其孩子(如果存在)的鍵值的樹。大頂堆是一棵完全二叉樹,同時也是一棵最大樹。小頂堆是一棵完全完全二叉樹,同時也是一棵最小樹。
注意:
下圖分別給出幾個最大堆和最小堆的例子:
堆支援以下的基本操作:
某些堆實現還支援其他的一些操作,如斐波那契堆支援檢查乙個堆中是否存在某個元素。
堆排序(heapsort)是一樹形選擇排序。
堆排序的特點是:在排序過程中,將r[l..n]看成是一棵完全二叉樹的順序儲存結構,利用完全二叉樹中雙親結點和孩子結點之間的內在關係【參見二叉樹的順序儲存結構】,在當前無序區中選擇關鍵字最大(或最小)的記錄。
優點直接選擇排序中,為了從r[1..n]中選出關鍵字最小的記錄,必須進行n-1次比較,然後在r[2..n]中選出關鍵字最小的記錄,又需要做n-2次比較。事實上,後面的n-2次比較中,有許多比較可能在前面的n-1次比較中已經做過,但由於前一趟排序時未保留這些比較結果,所以後一趟排序時又重複執行了這些比較操作。
堆排序可通過樹形結構儲存部分比較結果,可減少比較次數。
堆排序利用了大根堆(或小根堆)堆頂記錄的關鍵字最大(或最小)這一特徵,使得在當前無序區中選取最大(或最小)關鍵字的記錄變得簡單。
(1)、用大根堆排序的基本思想
(2)、大根堆排序演算法的基本操作:
注意:(3)、演算法實現
[cpp]view plain
copy
?//堆排序
template
<
class
t>
void
sort::heapsort(t arr,
intlen)
for(i = len - 1; i >= 1; i--)
}
//建立堆
template
<
class
t>
void
sort::createheap(t arr,
introot,
intlen)
} if
(temp
}
arr[j / 2] = temp;
}
思想:在乙個很大的無序陣列裡面選擇前k個最大(最小)的資料,最直觀的做法是把陣列裡面的資料全部排好序,然後輸出前面最大(最小)的k個資料。但是,排序最好需要o(nlogn)的時間,而且我們不需要前k個最大(最小)的元素是有序的。這個時候我們可以建立k個元素的最小堆(得出前k個最大值)或者最大堆(得到前k個最小值),我們只需要遍歷一遍陣列,在把元素插入到堆中去只需要logk的時間,這個速度是很樂觀的。利用堆得出前k個最大(最小)元素特別適合海量資料的處理。
**:
[cpp]view plain
copy
?typedef
multiset<
int, greater<
int> > intset;
typedef
multiset<
int, greater<
int> >::iterator setiterator;
void
getleastnumbers(
const
vector<
int>& data, intset& leastnumbers,
intk)
} } }
以上資料大部分來自網際網路
資料結構之堆
原帖 對於堆的資料結構的介紹,在網上搜了下,具體講的不是很多。發現比較好的一篇介紹堆的部落格是在此感謝他。通過對上面那篇部落格的學習,然後自己也去翻了下 演算法導論 裡面關於堆排序 heapsort 的介紹。這樣就對堆有了更加深刻的認識,在此,我結合自己的一點點理解,主要還是基於上面那篇部落格的內容...
資料結構之堆
堆 我們這裡指二叉堆 是一棵完全二叉樹,並且祖先節點的所有子孫節點都不小於 或不大於 祖先節點的值。通常我們把根節點作為第一層的話,那麼深度為h的堆就有2 h 1 2 h 1個節點,顯然擁有n個節點的堆,其高度為lgn。也就是說對堆進行插入語刪除操作我們都需要lgn的時間。由於堆的完全樹的性質,因此...
資料結構之堆
1.概述 堆 也叫優先佇列 是一棵完全二叉樹,它的特點是父節點的值大於 小於 兩個子節點的值 分別稱為大頂堆和小頂堆 它常用於管理演算法執行過程中的資訊,應用場景包括堆排序,優先佇列等。2.堆的基本操作 堆是一棵完全二叉樹,高度為o lg n 其基本操作至多與樹的高度成正比。在介紹堆的基本操作之前,...