大家好我是苏麟 , 今天聊聊优先队列 .
优先队列
我们了解优先队列之前先说说队列 .
队列的特点是什么? 队列的特点是先进先出(FIFO)。
入队列,将新元素置于队尾:
出队列,队头元素最先被移出:
那么,优先队列又是什么样子呢?
优先队列不再遵循先入先出的原则,而是分为两种情况。
- 最大优先队列,无论入队顺序如何,都是当前最大的元素优先出队
- 最小优先队列,无论入队顺序如何,都是当前最小的元素优先出队
例如有一个最大优先队列,其中的最大元素是8,那么虽然8并不是队头元素, 但出队时仍然让元素8首先出队。
要实现以上需求,利用线性数据结构并非不能实现,但是时间复杂度较高。
优先队列的实现
先来回顾一下二叉堆的特性。
- 最大堆的堆顶是整个堆中的最大元素。
- 最小堆的堆顶是整个堆中的最小元素。
因此,可以用最大堆来实现最大优先队列,这样的话,每一次入队操作就是堆 的插入操作,每一次出队操作就是删除堆顶节点。 入队操作具体步骤如下。
1. 插入新节点5。
2. 新节点5“上浮”到合适位置。
出队操作具体步骤如下。
1. 让原堆顶节点10出队。
2. 把最后一个节点1替换到堆顶位置。
3. 节点1“下沉”,节点9成为新堆顶。
这里的代码跟堆排序差不多 , 这里就不展示了 .
小结
- 什么是二叉堆
二叉堆是一种特殊的完全二叉树,分为最大堆和最小堆。
在最大堆中,任何一个父节点的值,都大于或等于它左、右孩子节点的值。
在最小堆中,任何一个父节点的值,都小于或等于它左、右孩子节点的值。
- 什么是优先队列
优先队列分为最大优先队列和最小优先队列。
在最大优先队列中,无论入队顺序如何,当前最大的元素都会优先出队,这是 基于最大堆实现的。
在最小优先队列中,无论入队顺序如何,当前最小的元素都会优先出队,这是 基于最小堆实现的。
这期就到这里 , 下期见!