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--- 数据结构 优先级队列 --- java

之前提高到队列是一种先进先出的结构,但是在某些情况下操作的数据具有优先级,那么对他先进行操作,这时队列就不能满足需求了,因为队列只能操作对头的元素,而具有优先级的数据不一定是在对头,这样就需要优先级队列(PriorityQueue)了,优先级队列能返回优先级高的数据,添加新的对象

PriorityQueue的底层使用了堆这个数据结构

堆的概念

对于一个数据的集合1 2 3 4 5 6 7 8,以完全二叉树的顺序储存方式储存在一起,若根节点的值始终大于孩子节点堆叫做大根堆,根节点小于孩子节点的叫做小根堆

以完全二叉树的储存方式储存的数据,但是实际上储存在数组中,在后面标上的下标可以得出

根节点 i 对应的子节点的下标 左节点 i * 2 +1 右节点 i * 2 + 2  i为根节点的下标

堆的实现

字段设计

userSize记录有效数据的个数,数组array储存数据

createHeap 创建堆 大根堆

向下调整 因为初始时的数组并不是一个堆,那么就需要从最后开始堆他开始调整,根据对应i 的左节点为 i*2 +1右节点是i*2+2,如果根节点小于子节点,那么就和他进行交换,若 i 的父节点J

若J右小于 i 交换后的值,那么还需要进行交换,小于就退出,大于一直交换,直到根节点结束

节点 i 对应父节点  (i-1)/2          左节点 (i*2+1)         右节点 (i*2+2)

每次进行向下调整,交换的是左右节点最大的和根节点交换然后让节点 i 走到交换和他交换的子节点继续进行向下调整

将初始数组变为堆

向下调整

push 插入元素 向上调整

每次插入的位置是在useSize指向的下表位置,然后从这个下标开始进行向上调整 创建的是大根堆

push

向上调整

poll 删除的是堆顶的元素

将堆顶元素和堆尾元素交换,然后useSize--,最后再最堆顶元素进行向下调整

peek 获得堆顶元素

直接返回0下标的数据就好

对于数据优先级,这时放再堆顶的元素优先级就是最高的,每次出出去的就是优先级最高的

再java中内置的优先级队列时PriorityQueue 

add 和offer俩方法都是一样的,add会调用offer这个方法

对的使用

可以使用对来解决 top-k的问题,找到k个最大的或者k个最小的数据

只需要先创建k个大小的优先级队列,找最大的就是建小堆,小的建大堆,这时堆顶就是这个堆中最小的数据,然后将要插入的元素和堆顶元素比较,若大于堆顶就删除堆顶元素,并插入元素

END


http://www.mrgr.cn/news/26030.html

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