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2023-08-21 19:32:37 +08:00
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@@ -4,7 +4,7 @@ comments: true
# 8.1   堆
「堆 heap」是一种满足特定条件的完全二叉树,可分为两种类型:
「堆 heap」是一种满足特定条件的完全二叉树,主要可分为下图所示的两种类型:
- 「大顶堆 max heap」:任意节点的值 $\geq$ 其子节点的值。
- 「小顶堆 min heap」:任意节点的值 $\leq$ 其子节点的值。
@@ -331,7 +331,7 @@ comments: true
当使用数组表示二叉树时,元素代表节点值,索引代表节点在二叉树中的位置。**节点指针通过索引映射公式来实现**。
具体而言,给定索引 $i$ ,其左子节点索引为 $2i + 1$ ,右子节点索引为 $2i + 2$ ,父节点索引为 $(i - 1) / 2$(向下取整)。当索引越界时,表示空节点或节点不存在。
如下图所示,给定索引 $i$ ,其左子节点索引为 $2i + 1$ ,右子节点索引为 $2i + 2$ ,父节点索引为 $(i - 1) / 2$(向下取整)。当索引越界时,表示空节点或节点不存在。
![堆的表示与存储](heap.assets/representation_of_heap.png)
@@ -681,7 +681,7 @@ comments: true
给定元素 `val` ,我们首先将其添加到堆底。添加之后,由于 val 可能大于堆中其他元素,堆的成立条件可能已被破坏。因此,**需要修复从插入节点到根节点的路径上的各个节点**,这个操作被称为「堆化 heapify」。
考虑从入堆节点开始,**从底至顶执行堆化**。具体来说,我们比较插入节点与其父节点的值,如果插入节点更大,则将它们交换。然后继续执行此操作,从底至顶修复堆中的各个节点,直至越过根节点或遇到无须交换的节点时结束。
考虑从入堆节点开始,**从底至顶执行堆化**。如下图所示,我们比较插入节点与其父节点的值,如果插入节点更大,则将它们交换。然后继续执行此操作,从底至顶修复堆中的各个节点,直至越过根节点或遇到无须交换的节点时结束。
=== "<1>"
![元素入堆步骤](heap.assets/heap_push_step1.png)
@@ -1058,7 +1058,7 @@ comments: true
2. 交换完成后,将堆底从列表中删除(注意,由于已经交换,实际上删除的是原来的堆顶元素)。
3. 从根节点开始,**从顶至底执行堆化**。
顾名思义,**从顶至底堆化的操作方向与从底至顶堆化相反**,我们将根节点的值与其两个子节点的值进行比较,将最大的子节点与根节点交换然后循环执行此操作,直到越过叶节点或遇到无须交换的节点时结束。
如下图所示**从顶至底堆化的操作方向与从底至顶堆化相反**,我们将根节点的值与其两个子节点的值进行比较,将最大的子节点与根节点交换然后循环执行此操作,直到越过叶节点或遇到无须交换的节点时结束。
=== "<1>"
![堆顶元素出堆步骤](heap.assets/heap_pop_step1.png)