📜  二叉堆数据结构中的叶子起点(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:21:39.798000             🧑  作者: Mango

二叉堆数据结构中的叶子起点

在二叉堆数据结构中,叶子节点是堆中没有子节点的节点。在构建二叉堆时,通常会从数组中的最后一个元素开始,逐个向上调整堆,直到整个堆满足堆的定义。因此,叶子节点往往是起点,用来构建完整的堆。

二叉堆

二叉堆是一种完全二叉树,其中每个节点都满足以下两个条件之一:

  • 父节点的值大于或等于子节点的值(大根堆)
  • 父节点的值小于或等于子节点的值(小根堆)

在代码实现中,我们通常使用数组来存储二叉堆。对于任意一个节点 i,其父节点为 (i-1)/2,左子节点为 2i+1,右子节点为 2i+2。

叶子节点

二叉树中,叶子节点是没有子节点的节点。在二叉堆中,叶子节点往往是指数组中排在最后面的一些节点,这些节点没有子节点。由于构建二叉堆的过程是从叶子节点开始的,因此叶子节点是构建堆的起点。

构建堆

堆的构建分为两个步骤:第一步是将数组中的元素依次插入到堆中,第二步是将堆调整为一个满足定义的堆。

构建堆通常是从数组的最后一个元素开始的,因为叶子节点是堆调整的起点。我们从最后一个叶子节点开始,逐个向上调整堆,直到整个堆满足堆的定义。

以下是 Python 代码片段,用于构建一个大根堆:

def heapify(arr, n, i):
    largest = i
    l = 2 * i + 1
    r = 2 * i + 2

    if l < n and arr[largest] < arr[l]:
        largest = l

    if r < n and arr[largest] < arr[r]:
        largest = r

    if largest != i:
        arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
        heapify(arr, n, largest)

def build_heap(arr):
    n = len(arr)

    for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
        heapify(arr, n, i)

在以上代码片段中,heapify 函数用于从数组的 i 位置开始,将当前位置的元素与其子节点调整为大根堆。build_heap 函数用于构建整个堆。在堆调整的过程中,我们从最后一个叶子节点开始向上进行调整,但是我们并不需要手动去找出哪些节点是叶子节点,因为对于任何一个节点 i,它的子节点都比它的序号要大,因此最后一个元素一定是叶子节点。