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> {

    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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