• 打印二叉堆(Java实现)


    打印二叉堆:利用层级关系

    我这里是先将堆排序,然后在sort里执行了打印堆的方法printAsTree()

    public class MaxHeap<T extends Comparable<? super T>> {
        private T[] data;
        private int size;
        private int capacity;
    
        public MaxHeap(int capacity) {
            this.capacity = capacity;
            this.size = 0;
            this.data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];
        }
    
        public MaxHeap(T[] arr) {//heapify,数组建堆
            capacity = arr.length;
            data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];
            System.arraycopy(arr, 0, data, 1, arr.length);
            size = arr.length;
            for (int i = size / 2; i >= 1; i--) {
                shiftDown(i);
            }
        }
    
        public int size() {
            return this.size;
        }
    
        public int getCapacity() {
            return this.capacity;
        }
    
        public boolean isEmpty() {
            return size == 0;
        }
    
        public T seekMax() {
            return data[1];
        }
    
        public void swap(int i, int j) {
            if (i != j) {
                T temp = data[i];
                data[i] = data[j];
                data[j] = temp;
            }
        }
    
        public void insert(T item) {
            size++;
            data[size] = item;
            shiftUp(size);
        }
    
        public T popMax() {
            swap(1, size--);
            shiftDown(1);
            return data[size + 1];
        }
    
        public void shiftUp(int child) {
            while (child > 1 && data[child].compareTo(data[child / 2]) > 0) {
                swap(child, child / 2);
                child /= 2;
            }
        }
    
        /**
         * @param a data数组中某个元素的下角标
         * @param b data数组中某个元素的下角标
         * @return 哪个元素大就返回哪个的下角标
         */
        private int max(int a, int b) {
            if (data[a].compareTo(data[b]) < 0) {//如果data[b]大
                return b;//返回b
            } else {//如果data[a]大
                return a;//返回a
            }
        }
    
        /**
         * @param a data数组中某个元素的下角标
         * @param b data数组中某个元素的下角标
         * @param c data数组中某个元素的下角标
         * @return 哪个元素大就返回哪个的下角标
         */
        private int max(int a, int b, int c) {
            int biggest = max(a, b);
            biggest = max(biggest, c);
            return biggest;
        }
    
        public void shiftDown(int father) {
            while (true) {
                int lchild = father * 2;
                int rchild = father * 2 + 1;
                int newFather = father;//这里赋不赋值无所谓,如果把下面这个return改成break,那就必须赋值了
    
                if (lchild > size) {//如果没有左、右孩子
                    return;
                } else if (rchild > size) {//如果没有右孩子
                    newFather = max(father, lchild);
                } else {//如果有左、右孩子
                    newFather = max(father, lchild, rchild);
                }
    
                if (newFather == father) {//如果原父结点就是三者最大,则不用继续整理堆了
                    return;
                } else {//父节点不是最大,则把大的孩子交换上来,然后继续往下堆调整,直到满足大根堆为止
                    swap(newFather, father);
                    father = newFather;//相当于继续shiftDown(newFather)。假如newFather原来是father的左孩子,那就相当于shiftDown(2*father)
                }
            }
        }
    
        public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr) {
            int len = arr.length;
            MaxHeap<T> maxHeap = new MaxHeap<>(arr);
            maxHeap.printAsTree();
            for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
                arr[i] = maxHeap.popMax();
            }
        }
    
        public static void printArr(Object[] arr) {
            for (Object o : arr) {
                System.out.print(o);
                System.out.print("\t");
            }
            System.out.println();
        }
    
        public void printSpace(int n) {//打印n个空格(在这里用‘\t’来代替)
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                System.out.printf("%3s", "");
            }
        }
    
        public void printAsTree() {
            int lineNum = 1;//首先遍历第一行
            int lines = (int) (Math.log(size) / Math.log(2)) + 1;//lines是堆的层数
            int spaceNum = (int) (Math.pow(2, lines) - 1);
            for (int i = 1; i <= size; ) { //因为在[1...size]左闭右闭区间存数据,data[0]不存数据
                
                //每层都是打印这个区间[2^(层数-1) ... (2^层数)-1]。如果堆里的数不够(2^层数)-1个,那就打印到size。所以取min((2^层数)-1,size).
                for (int j = (int) Math.pow(2, lineNum - 1); j <= Math.min(size, (int) Math.pow(2, lineNum) - 1); j++) {
                    printSpace(spaceNum); //打印spaceNum个空格
                    System.out.printf("%3s", data[j]);//打印数据
                    System.out.printf("%3s", "");//图片中绿色方框
                    printSpace(spaceNum);//打印spaceNum个空格
                    i++;//每打印一个元素就 + 1
                }
                lineNum++;
                spaceNum = spaceNum / 2;
                System.out.println();
            }
        }
    
        public static void main(String args[]) {
            Integer[] arr = {3, 5, 1, 7, 2, 9, 8, 0, 4, 6, 1, 3, 6, 1, 1};
            sort(arr);
        }
    }

      执行结果:

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    学如不及,犹恐失之
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/noKing/p/7966272.html
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