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2023-08-27 23:40:56 +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主要可分为图 8-1 所示的两种类型
「堆 heap」是一种满足特定条件的完全二叉树主要可分为图 8-1 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。
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<p align="center"> 图 8-1 &nbsp; 小顶堆与大顶堆 </p>
堆作为完全二叉树的一个特例,具有以下特性
堆作为完全二叉树的一个特例,具有以下特性
- 最底层节点靠左填充,其他层的节点都被填满。
- 我们将二叉树的根节点称为“堆顶”,将底层最靠右的节点称为“堆底”。
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### 4. &nbsp; 堆顶元素出堆
堆顶元素是二叉树的根节点,即列表首元素。如果我们直接从列表中删除首元素,那么二叉树中所有节点的索引都会发生变化,这将使得后续使用堆化修复变得困难。为了尽量减少元素索引的变动,我们采取以下操作步骤
堆顶元素是二叉树的根节点,即列表首元素。如果我们直接从列表中删除首元素,那么二叉树中所有节点的索引都会发生变化,这将使得后续使用堆化修复变得困难。为了尽量减少元素索引的变动,我们采取以下操作步骤
1. 交换堆顶元素与堆底元素(即交换根节点与最右叶节点)。
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)。

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@@ -6,7 +6,7 @@ comments: true
- 堆是一棵完全二叉树,根据成立条件可分为大顶堆和小顶堆。大(小)顶堆的堆顶元素是最大(小)的。
- 优先队列的定义是具有出队优先级的队列,通常使用堆来实现。
- 堆的常用操作及其对应的时间复杂度包括:元素入堆 $O(\log n)$ 、堆顶元素出堆 $O(\log n)$ 和访问堆顶元素 $O(1)$ 等。
- 堆的常用操作及其对应的时间复杂度包括:元素入堆 $O(\log n)$、堆顶元素出堆 $O(\log n)$ 和访问堆顶元素 $O(1)$ 等。
- 完全二叉树非常适合用数组表示,因此我们通常使用数组来存储堆。
- 堆化操作用于维护堆的性质,在入堆和出堆操作中都会用到。
- 输入 $n$ 个元素并建堆的时间复杂度可以优化至 $O(n)$ ,非常高效。

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@@ -12,7 +12,7 @@ comments: true
## 8.3.1 &nbsp; 方法一:遍历选择
我们可以进行图 8-6 所示的 $k$ 轮遍历,分别在每轮中提取第 $1$ , $2$ , $\dots$ , $k$ 大的元素,时间复杂度为 $O(nk)$ 。
我们可以进行图 8-6 所示的 $k$ 轮遍历,分别在每轮中提取第 $1$、$2$、$\dots$$k$ 大的元素,时间复杂度为 $O(nk)$ 。
此方法只适用于 $k \ll n$ 的情况,因为当 $k$ 与 $n$ 比较接近时,其时间复杂度趋向于 $O(n^2)$ ,非常耗时。