数据结构(Java实现)-优先级队列(堆)

news2024/9/28 19:14:53

队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,但有些情况下,操作的数据可能带有优先级,一般出队
列在这种情况下,数据结构应该提供两个最基本的操作,一个是返回最高优先级对象,一个是添加新的对象。
这种数据结构就是优先级队列(Priority Queue)。时,可能需要优先级高的元素先出队列,该中场景下,使用队列显然不合适。


PriorityQueue底层使用了堆这种数据结构,而堆实际就是在完全二叉树的基础上进行了一些调整。


堆的概念
堆总是一棵完全二叉树。
堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值;
将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆,根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。
****在这里插入图片描述


堆的存储方式
可以层序的规则采用顺序的方式来高效存储

对于非完全二叉树,则不适合使用顺序方式进行存储,因为为了能够还原二叉树,空间中必须要存储空节点,就会导致空间利用率比较低。

假设i为节点在数组中的下标,
如果i为0,则i表示的节点为根节点,否则i节点的双亲节点为 (i - 1)/2
如果2 * i + 1 小于节点个数,则节点i的左孩子下标为2 * i + 1,否则没有左孩子
如果2 * i + 2 小于节点个数,则节点i的右孩子下标为2 * i + 2,否则没有右孩子


堆的创建
向下调整建堆
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

画图可以辅助理解
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


建堆的时间复杂度
满二叉树也是完全二叉树,此处为了简化使用满二叉树
向下调整 建堆的时间复杂度为O(N)。


堆的插入与删除
堆的插入
堆的插入总共需要两个步骤:
先将元素放入到底层空间中(注意:空间不够时需要扩容)
将最后新插入的节点向上调整,直到满足堆的性质
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


堆的删除
注意:堆的删除一定删除的是堆顶元素。具体如下:

  1. 将堆顶元素和堆中最后一个元素交换
  2. 将堆中有效数据个数减少一个
  3. 对堆顶元素进行向下调整
    4.
    在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


PriorityQueue是线程不安全的,PriorityBlockingQueue是线程安全的
关于PriorityQueue的使用要注意:
使用时必须导入PriorityQueue所在的包
PriorityQueue中放置的元素必须要能够比较大小,不能插入无法比较大小的对象,否则会抛出ClassCastException异常
不能插入null对象,否则会抛出NullPointerException
默认情况下是小堆—即每次获取到的元素都是最小的元素


PriorityQueue常用接口
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


在这里插入图片描述


修改默认的小根堆为大根堆,这里我们直接实现Comparator接口,然后重写该接口中的compare方法
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


top-k问题:最大或者最小的前k个数据
在这里插入图片描述
上述解法并不是最优解
下面这种解法
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


堆排序
堆排序即利用堆的思想来进行排序,总共分为两个步骤:

  1. 建堆
    升序:建大堆
    降序:建小堆
  2. 利用堆删除思想来进行排序

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/933794.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Markdown 扩展语法练习

风无痕 August 26, 2023 Markdown 入门指南Markdown 基本语法Markdown 扩展语法Markdown 基本语法练习Markdown 扩展语法练习 代码 <h2 id"table">表格</h2>| Syntax | Description | | --- | --- | | Header | Title | | Paragraph | Text |### 对齐| …

基于Python+djangoAI 农作物病虫害预警系统智能识别系统设计与实现(源码&教程)

1.背景 随着科技的发展&#xff0c;机器学习技术在各个领域中的应用越来越广泛。在农业领域&#xff0c;机器学习技术的应用有助于提高农作物的产量和质量&#xff0c;降低农业生产的成本。本文针对农作物健康识别问题&#xff0c;提出一种基于机器学习方法的农作健康识别系统&…

1、Odoo开发起点

1.1.odoo的模块组成 init.py将一个文件夹编程python包manifestpyodoo模块定义的清单文件&#xff0c;用于对odoo模块管理详见model模型类文件&#xff0c;存放py文件security表级别权限管理static静态文件views视图文件。wizard瞬态模型向导文件位置 1.2.odoo的开发规范 非强…

Vue3.0极速入门 - 环境安装新建项目

Vue介绍 Vue.js 是什么 Vue (读音 /vjuː/&#xff0c;类似于 view) 是一套用于构建用户界面的渐进式框架。与其它大型框架不同的是&#xff0c;Vue 被设计为可以自底向上逐层应用。Vue 的核心库只关注视图层&#xff0c;不仅易于上手&#xff0c;还便于与第三方库或既有项目整…

模型量化(Model Quantization)

1. 简介 模型量化&#xff08;Model Quantization&#xff09;通过某种方法将浮点模型转为定点模型。比如说原来的模型里面的权重&#xff08;weight&#xff09;都是float32&#xff0c;通过模型量化&#xff0c;将模型变成权重&#xff08;weight&#xff09;都是int8的定点…

c++ qt--事件过滤(第七部分)

c qt–事件过滤&#xff08;第七部分&#xff09; 一.为什么要用事件过滤 上一篇博客中我们用到了事件来进行一些更加细致的操作&#xff0c;如监控鼠标的按下与抬起&#xff0c;但是我们发现如果有很多的组件那每个组件都要创建一个类&#xff0c;这样就显得很麻烦&#xff…

Vue3.0 新特性以及使用变更总结

Vue3.0 在2020年9月正式发布了&#xff0c;也有许多小伙伴都热情的拥抱Vue3.0。去年年底我们新项目使用Vue3.0来开发&#xff0c;这篇文章就是在使用后的一个总结&#xff0c; 包含Vue3新特性的使用以及一些用法上的变更。 图片.png 为什么要升级Vue3 使用Vue2.x的小伙伴都熟悉…

亚马逊云科技 re:Inforce 大会云安全合规与技术实践及 Security Jam 大赛,快来报名吧!...

‍‍ 2023年8月31日在北京 亚马逊云科技 re:Inforce 大会 首次登陆中国&#xff01; 我们期待您的莅临&#xff0c; 并与您一起迎接 AI 时代&#xff0c; 开启全面智能的安全旅程&#xff01; 在13:00-17:00的 培训与动手实验环节中 云安全合规与技术实践 及 Security Jam 大赛…

APP爬虫之-Protobuf协议逆向解析

在做APP抓取时&#xff0c;会发现有的APP Response回来的数据有“加密”。不知道返回的内容是什么。 如下&#xff1a; 如上&#xff0c;内容不是明文的&#xff0c;没办法解析数据。APP常见的对数据加密有三种情况&#xff1a;第一种是&#xff0c;用诸如AES这类加密算法对数…

图神经网络和分子表征:3. 不变网络最后的辉煌

写这篇文章的时候已经是2023年的8月份&#xff0c;GNN for molecule property prediction 这个小领域正在变得火热起来&#xff0c;各大榜单被不断刷新&#xff0c;颇有当年 CNN 刷榜 imagenet 的势头。 由于对力、维里等性质有着内禀优势&#xff0c;当下高居榜首的模型毫无疑…

设计模式--工厂模式(Factory Pattern)

一、 什么是工厂模式 工厂模式&#xff08;Factory Pattern&#xff09;是一种创建型设计模式&#xff0c;它提供了一种创建对象的接口&#xff0c;但是将对象的实例化过程推迟到子类中。工厂模式允许通过调用一个共同的接口方法来创建不同类型的对象&#xff0c;而无需暴露对…

<C++> STL_vector

1.vector的介绍 vector是表示可变大小数组的序列容器。就像数组一样&#xff0c;vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问&#xff0c;和数组一样高效。但是又不像数组&#xff0c;它的大小是可以动态改变的&#xff0c;而且它的…

【JavaEE】Spring事务-事务的基本介绍-事务的实现-@Transactional基本介绍和使用

【JavaEE】Spring事务&#xff08;1&#xff09; 文章目录 【JavaEE】Spring事务&#xff08;2&#xff09;1. 为什么要使用事务2. Spring中事务的实现2.1 事务针对哪些操作2.2 MySQL 事务使用2.3 Spring 编程式事务&#xff08;手动挡&#xff09;2.4 Spring 声明式事务&#…

匈牙利算法 in 二分图匹配

https://www.luogu.com.cn/problem/P3386 重新看这个算法&#xff0c;才发现自己没有理解。 左边的点轮流匹配&#xff0c;看是否能匹配成功。对右边的点进行记录是否尝试过 然后有空就进&#xff0c;别人能退的就进 遍历左部点&#xff1a; 尝试匹配过程&#xff1a;

报错处理:Docker容器无法启动

具体报错&#xff1a; Error response from daemon: OCI runtime create failed: container_linux.go:349: starting container process caused "exec: \"program\": executable file not found in $PATH": unknown. 报错环境&#xff1a; 该报错出现在使用…

网络编程套接字(2): 简单的UDP网络程序

文章目录 网络编程套接字(2): 简单的UDP网络程序3. 简单的UDP网络程序3.1 服务端创建(1) 创建套接字(2) 绑定端口号(3) sockaddr_in结构体(4) 数据的接收与发送接收发送 3.2 客户端创建3.3 代码编写(1) v1_简单发送消息(2) v2_小写转大写(3) v3_模拟命令行解释器(4) v4_多线程版…

软件测试 day3

今天目标 执行用例&#xff08;课上案例编写的用例&#xff09; 缺陷相关知识 能够说出软件缺陷判定标准 能够说出项目中缺陷的管理流程 能够使用Excel对于缺陷进行管理 能使用工具管理缺陷一、用例执行 说明&#xff1a;执行结果与用例的期望结果不一致&#xff08;含义&…

Lingo软件安装包分享(附安装教程)

目录 一、软件简介 二、软件下载 一、软件简介 Lingo是一款专门为解决线性和非线性优化问题而设计的专业软件&#xff0c;广泛应用于运筹学、工程管理、交通管理、生产调度、物流管理等领域。它提供了一个易于使用的界面和灵活的求解器&#xff0c;能够高效地求解大规模的线性…

前端需要理解的Vue知识

1 模板语法 Vue使用基于 HTML 的模板语法&#xff0c;能声明式地将其组件实例的数据绑定到DOM。所有Vue 模板可以被符合规范的浏览器和 HTML 解析器解析。Vue 会将模板编译成高度优化的 JavaScript 代码。结合响应式系统&#xff0c;当应用状态变更时&#xff0c;Vue 能够智能…

Android 实现资源国际化

前言 国际化指的是当Android系统切换语言时&#xff0c;相关设置也随之改变&#xff0c;从而使用不同的国家地区&#xff1b; 简而言之&#xff0c;就是我们的Android App中的文字和图片会随着不同国家的地区变化从而切换为不同语言文字和不同国家的图片 文字图片国际化 只要…