数据结构-堆的java实现

最大堆：所有根节点元素大于子节点元素

最小堆：所有根节点元素小于子节点元素

已知一节点位置为i，其左孩子2i+1，右孩子2i+2，父节点(i-1)/2

package moshi;import java.util.Arrays;/* * 数据结构->堆 */public class Heap {//最大堆-> 所有子树的根节点大于子节点的完全二叉树//最小堆-> 所有子树的根节点小于子节点的完全二叉树private int[] heap = new int[1024];private int length = -1;public void insert(int data){heap[++length] = data;//reBuidMaxHeap(heap,length);}//构建最大堆public void buildMaxHeap(){//叶子节点没有子节点不用重构堆for(int i=length/2;i>=0;i--){maxHeapFixed(heap,i,length);}}//从i节点开始调整,n为节点总数 从0开始计算 i节点的子节点为 2*i+1, 2*i+2  //删除节点时，把根元素和最后的一个元素交换，并根据新交换的新根元素调整整个堆(从上到下沉降调整)，所以此时i为0public void minHeapFixed(int arr[], int i, int n){//获取要调整的节点的值int temp = arr[i];int minChildIndex = 2*i+1;while(minChildIndex < n){//保证有右孩子并且右孩子比左孩子小if(minChildIndex+1 < n && arr[minChildIndex+1] < arr[minChildIndex]){minChildIndex++;}//根比左右孩子都小则结束循环if(arr[minChildIndex] >= temp){break;}//根比左和右大，用左、右的最小值覆盖根值，并定义新的根和孩子向下沉降递归arr[i] = arr[minChildIndex];i = minChildIndex;minChildIndex = 2*i+1;}//沉降找到了位置arr[i] = temp;}public void maxHeapFixed(int arr[], int i, int n){//获取要调整的节点的值int temp = arr[i];int minChildIndex = 2*i+1;while(minChildIndex < n){if(minChildIndex+1 < n && arr[minChildIndex+1] > arr[minChildIndex]){minChildIndex++;}if(arr[minChildIndex] <= temp){break;}arr[i] = arr[minChildIndex];i = minChildIndex;minChildIndex = 2*i+1;}arr[i] = temp;}public void 堆排序(){for(int i = length;i>=0;i--){int temp = heap[i];heap[i] = heap[0];heap[0] = temp;maxHeapFixed(heap,0,i);}}//添加新的元素后重排序成最小堆public void reBuidMinHeap(int[] heap,int index){//保存将要插入的值int temp = heap[index];//保存插入值的下标int tempIndex = index;//获取当前位置插入的根节点int rootIndex = (index-1)/2;while(rootIndex >=0 && tempIndex!=0){//要插入的值大于等于根节点->满足最小堆if(temp >= heap[rootIndex]){break;}//要插入的值比当前插入位置换算的根节点值小的话//根的值给当前位置heap[tempIndex] = heap[rootIndex];//在往上走，循环检测tempIndex = rootIndex;rootIndex = (tempIndex-1)/2;}//找到了应在的位置heap[tempIndex] = temp;}//添加新的元素后重排序成最大堆public void reBuidMaxHeap(int[] heap,int index){int temp = heap[index];int tempIndex = index;int rootIndex = (index-1)/2;while(rootIndex >= 0 && tempIndex!=0){if(heap[rootIndex] >= temp){break;}heap[tempIndex] = heap[rootIndex];tempIndex = rootIndex;rootIndex = (tempIndex-1)/2;}heap[tempIndex] = temp;}public int[] returnHeap(){int[] arr = new int[length+1];System.arraycopy(heap, 0, arr, 0, length+1);return arr;}public static void main(String[] args) {Heap heap = new Heap();int[] arr = {1,4,5,7,8,9,2,3,6};for(int i:arr){heap.insert(i);}//把加入的无序数组构建成最大堆heap.buildMaxHeap();heap.堆排序();System.out.println(Arrays.toString(heap.returnHeap()));}}