堆:堆的結構與應用,最小堆和最大堆入門
堆是一種特殊的完全二叉樹,核心特點是父節點與子節點滿足大小關係(最小堆父≤子,最大堆父≥子),能高效獲取極值(堆頂爲最小或最大元素),類似優先隊列。其底層爲完全二叉樹,每一層儘量填滿,最後一層從左到右排列。數組存儲時,左子節點索引=2i+1,右子節點=2i+2,父節點=(i-1)//2。基本操作包括插入(末尾添加後上浮)和刪除(堆頂刪除後尾元素頂替,再下沉),時間複雜度均爲O(log n)。堆廣泛用於優先隊列(任務調度)、找第k大元素、哈夫曼編碼等場景,是高效處理極值問題的關鍵結構。
閱讀全文堆是什麼?數據結構中堆的基本操作詳解
堆是基於完全二叉樹的特殊結構,用數組存儲,滿足大頂堆(父節點值≥子節點)或小頂堆(父節點值≤子節點)性質,能高效獲取最值,廣泛應用於算法。數組索引映射父子關係:左子節點2i+1,右子節點2i+2,父節點(i-1)//2。大頂堆根節點最大(如[9,5,7,3,6,2,4]),小頂堆根節點最小(如[3,6,5,9,7,2,4])。核心操作:插入(新元素放末尾,上浮調整至父節點滿足堆性質)、刪除(交換堆頂與末尾元素,下沉調整至堆頂滿足性質)、構建堆(從最後非葉子節點開始依次下沉調整)、獲取堆頂(直接取根節點)。應用於優先隊列、堆排序、Top K問題。堆結構與操作高效,對理解算法至關重要,初學者可從數組模擬入手掌握。
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