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基于动态数组实现最大堆

基于动态数组实现最大堆

作者: xin激流勇进 | 来源:发表于2019-04-15 20:15 被阅读0次
    package structures;
    
    public class MaxHeap<E extends Comparable<E>> {
        private Array<E> data;
    
        public MaxHeap(int capacity) {
            data = new Array<>(capacity);
        }
    
        public MaxHeap() {
            this(10);
        }
    
        public MaxHeap(E[] arr) {
            data = new Array<>(arr);
            for (int i = parent(arr.length - 1); i >= 0; i--) {
                siftDown(i);
            }
        }
    
        public boolean isEmpty() {
            return data.isEmpty();
        }
    
        public int getSize() {
            return data.getSize();
        }
    
        private int parent(int index) {
            if (index <= 0) {
                throw new IllegalArgumentException("index is not illegal");
            }
    
            return (index - 1) / 2;
        }
    
        private int leftChild(int index) {
            return index * 2 + 1;
        }
    
        private int rightChild(int index) {
            return index * 2 + 2;
        }
    
        public void add(E e) {
            data.addLast(e);
            siftUp(data.getSize() - 1);
        }
    
        private void siftUp(int k) {
            while (k > 0 && data.get(parent(k)).compareTo(data.get(k)) < 0) {
                data.swap(k, parent(k));
                k = parent(k);
            }
        }
    
        public E extractMax() {
            E ret = findMax();
            data.swap(0, data.getSize() - 1);
            data.removeLast();
            siftDown(0);
            return ret;
        }
    
        private void siftDown(int k) {
            while (leftChild(k) < data.getSize()) {
                int j = leftChild(k);
                //找到k孩子节点中最大值的节点 j+1代表右孩子
                if (j + 1 < data.getSize() && data.get(j + 1).compareTo(data.get(j)) > 0) {
                    //说明有右孩子 且右孩子值最大
                    j ++; //代表j是孩子节点最大值的索引
                }
    
                if (data.get(k).compareTo(data.get(j)) >= 0) {
                    //k索引上的值最大 不需交换 退出循环
                    break;
                }
    
                data.swap(k, j);
                k = j;
            }
        }
    
        public E findMax() {
            if (data.isEmpty()) {
                throw new IllegalArgumentException("heap is empty");
            }
    
            return data.get(0);
        }
    
        //替换掉最大值
        public E replace(E e) {
            E ret = findMax();
            data.set(0, e);
            siftDown(0);
            return ret;
        }
    }
    
    
    

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