一、如何理解堆
1、堆是一个完全二叉树
2、大顶堆
对于每个节点的值都大于等于子树中每个节点值的堆
3、小顶堆
对于每个节点的值都小于等于子树中每个节点值的堆
二、如何实现一个堆
1、如何存储一个堆
从图中我们可以看到:
1、数组中下标为 i 的节点的左子节点,就是下标为 i∗2 的节点,
2、右子节点就是下标为 i∗2+1 的节点,父节点就是下标为 i2 的节点。
2、往堆中插入一个元素
1、堆化
2、从下往上的堆化方法
让新插入的节点与父节点对比大小
1、让新插入的节点与父节点对比大小
2、如果不满足子节点小于等于父节点的大小关系、我们就互换两个节点
3、一直重复这个过程,直到父子节点之间满足刚说的那种大小关系。
3、删除堆顶元素
从上往下的堆化方法
4、复杂度分析
三、 如何基于堆实现排序?
1、堆排序过程:
1.建立堆。
2.得到堆顶元素,为最大元素
3.去掉堆顶,将堆最后一个元素放到堆顶,此时可通过⼀一次调整重新使堆有序。
4.堆顶元素为第二大元素。
5.重复步骤3,直到堆变空。
2、堆排序实现
def sift(li, low, high): """ :param li: 列表 :param low: 堆的根节点位置 :param high: 堆的最后一个元素的位置 :return: """ i = low # i最开始指向根节点 j = 2 * i + 1 # j开始是左孩子 tmp = li[low] # 把堆顶存起来 while j <= high: # 只要j位置有数 if j + 1 <= high and li[j+1] > li[j]: # 如果右孩子有并且比较大 j = j + 1 # j指向右孩子 if li[j] > tmp: li[i] = li[j] i = j # 往下看一层 j = 2 * i + 1 else: # tmp更大,把tmp放到i的位置上 li[i] = tmp # 把tmp放到某一级领导位置上 break else: li[i] = tmp # 把tmp放到叶子节点上 def heap_sort(li): n = len(li) for i in range((n-2)//2, -1, -1): # i表示建堆的时候调整的部分的根的下标 sift(li, i, n-1) # 建堆完成了 for i in range(n-1, -1, -1): # i 指向当前堆的最后一个元素 li[0], li[i] = li[i], li[0] sift(li, 0, i - 1) #i-1是新的high