数据结构实战java实现二叉堆

什么是堆

堆是一颗完全被填满的二叉树
形如这样的

而这样则不是完全二叉树

堆序性质

每个节点都要的节点值都要大于（小于）子树的值。

顺序实现特点

对于除0位置以外的，位置i，它的左子为2i，右子为2i+1。父亲为 i/2.

具体实现

排序原理

插入原理

上滤，在下一个位置上创建一个空位，插入值于空位的父亲值对比，若插入值较小，于父亲值交换位置。

删除原理

下滤，将第一个值删去，将最后一个位置的值放在第一个位置，将此值的左，右孩子值比较较小的于此值交换位置，直到到叶子停止。

二叉堆得作用

• 排序
• 事件模拟

public class MyBinaryHeap<AnyType extends Comparable< ? super AnyType>> {    public MyBinaryHeap( ) {        clear(DEFAULT_CAPACITY);    }    public void clear( int  capacity ) {        array = (AnyType []) new Comparable[capacity];    }    //使用上滤，这种方法插入值    public void insert(AnyType value ) {        if( currentSize == array.length - 1)            enlargeArray( array.length * 2 + 1);        int hole = ++currentSize;        for ( ; hole > 1 && value.compareTo(array[hole /2]) < 0; hole /= 2)            array[hole] = array[ hole/2];        array[ hole] = value;    }    //返回最小值    public AnyType findMin() {        return array[1];    }    public boolean isEmpty() {        return currentSize == 0;    }    public AnyType deleteMin() {        try {            if (isEmpty() )                throw new UnderflowException("二叉堆为空");            }        catch(UnderflowException e) {            System.out.println(e);        }        AnyType minItem = findMin();        array[1] = array[ currentSize--];        percolateDown( 1 );        return minItem;    }    public void makeEmpty() {        array = (AnyType []) new Comparable[1];    }    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;    private int currentSize;    private AnyType [] array;    // 使用下潜法将大值放下去，小值放上来。    private void percolateDown( int hole) {        int child;        AnyType temp = array[ hole ];        for (  ; hole * 2 <= currentSize; hole = child) {            child = hole * 2;            if ( child != currentSize &&                    array[child + 1].compareTo(array[child]) < 0)                child++;            if ( array[child].compareTo(temp) < 0)                array[hole] = array[child];            else                break;        }        array[hole] = temp;    }    private void enlargeArray( int newSize ) {        AnyType [] newarray;        newarray= (AnyType[]) new Comparable[ newSize ];        int i = 0;        for (  AnyType item : array)            newarray[ i++] = item;        array = newarray;    }    }

测试代码

    public static void main(String[] args) {        MyBinaryHeap test = new MyBinaryHeap();        test.insert(4);        test.insert(3);        test.insert(2);        test.insert(1);        test.deleteMin();        System.out.println(test.findMin());    }

测试结果

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