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2023-09-14 03:34:29 +08:00
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@@ -6,25 +6,26 @@ comments: true
在某些情况下,我们希望使用一个列表的所有元素来构建一个堆,这个过程被称为“建堆操作”。
## 8.2.1   自上而下构建
## 8.2.1   借助入堆操作实现
我们首先创建一个空堆,然后遍历列表,依次对每个元素执行“入堆操作”,即先将元素添加至堆的尾部,再对该元素执行“从底至顶”堆化。
每当一个元素入堆,堆的长度就加一,因此堆是“自上而下”地构建的。
每当一个元素入堆,堆的长度就加一。由于节点是从顶到底依次被添加进二叉树的,因此堆是“自上而下”地构建的。
设元素数量为 $n$ ,每个元素的入堆操作使用 $O(\log{n})$ 时间,因此该建堆方法的时间复杂度为 $O(n \log n)$ 。
## 8.2.2   自下而上构建
## 8.2.2   通过遍历堆化实现
实际上,我们可以实现一种更为高效的建堆方法,共分为两步。
1. 将列表所有元素原封不动添加到堆中。
1. 将列表所有元素原封不动添加到堆中,此时堆的性质尚未得到满足
2. 倒序遍历堆(即层序遍历的倒序),依次对每个非叶节点执行“从顶至底堆化”。
倒序遍历,堆是“自下而上”地构建的,需要重点理解以下两点
**每当堆化一个节点后,以该节点为根节点的子树就形成一个合法的子堆**。而由于是倒序遍历,因此堆是“自下而上”地构建的。
- 由于叶节点没有子节点,因此无需对它们执行堆化。最后一个节点的父节点是最后一个非叶节点
- 在倒序遍历中,我们能够保证当前节点之下的子树已经完成堆化(已经是合法的堆),而这是堆化当前节点的前置条件。
之所以选择倒序遍历,是因为这样能够保证当前节点之下的子树已经是合法的子堆,这样堆化当前节点才是有效的
值得说明的是,**叶节点没有子节点,天然就是合法的子堆,因此无需堆化**。如以下代码所示,最后一个非叶节点是最后一个节点的父节点,我们从它开始倒序遍历并执行堆化。
=== "Python"
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@@ -1135,7 +1135,7 @@ comments: true
/* 元素出堆 */
void pop() {
// 判空处理
if (empty()) {
if (isEmpty()) {
throw out_of_range("堆为空");
}
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)