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Java语言实现二叉堆的打印代码分享

2019-11-26 10:46:02
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供稿:网友

二叉堆是一种特殊的堆,二叉堆是完全二元树(二叉树)或者是近似完全二元树(二叉树)。二叉堆有两种:最大堆和最小堆。最大堆:父结点的键值总是大于或等于任何一个子节点的键值;最小堆:父结点的键值总是小于或等于任何一个子节点的键值。

打印二叉堆:利用层级关系

我这里是先将堆排序,然后在sort里执行了打印堆的方法printAsTree()

public class MaxHeap<T extends Comparable<? super T>> {  private T[] data;  private int size;  private int capacity;   public MaxHeap(int capacity) {    this.capacity = capacity;    this.size = 0;    this.data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];  }   public MaxHeap(T[] arr) {//heapify,数组建堆    capacity = arr.length;    data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];    System.arraycopy(arr, 0, data, 1, arr.length);    size = arr.length;    for (int i = size / 2; i >= 1; i--) {      shiftDown(i);    }  }   public int size() {    return this.size;  }   public int getCapacity() {    return this.capacity;  }   public boolean isEmpty() {    return size == 0;  }   public T seekMax() {    return data[1];  }   public void swap(int i, int j) {    if (i != j) {      T temp = data[i];      data[i] = data[j];      data[j] = temp;    }  }   public void insert(T item) {    size++;    data[size] = item;    shiftUp(size);  }   public T popMax() {    swap(1, size--);    shiftDown(1);    return data[size + 1];  }   public void shiftUp(int child) {    while (child > 1 && data[child].compareTo(data[child / 2]) > 0) {      swap(child, child / 2);      child /= 2;    }  }   /**   * @param a data数组中某个元素的下角标   * @param b data数组中某个元素的下角标   * @return 哪个元素大就返回哪个的下角标   */  private int max(int a, int b) {    if (data[a].compareTo(data[b]) < 0) {//如果data[b]大      return b;//返回b    } else {//如果data[a]大      return a;//返回a    }  }   /**   * @param a data数组中某个元素的下角标   * @param b data数组中某个元素的下角标   * @param c data数组中某个元素的下角标   * @return 哪个元素大就返回哪个的下角标   */  private int max(int a, int b, int c) {    int biggest = max(a, b);    biggest = max(biggest, c);    return biggest;  }   public void shiftDown(int father) {    while (true) {      int lchild = father * 2;      int rchild = father * 2 + 1;      int newFather = father;//这里赋不赋值无所谓,如果把下面这个return改成break,那就必须赋值了       if (lchild > size) {//如果没有左、右孩子        return;      } else if (rchild > size) {//如果没有右孩子        newFather = max(father, lchild);      } else {//如果有左、右孩子        newFather = max(father, lchild, rchild);      }       if (newFather == father) {//如果原父结点就是三者最大,则不用继续整理堆了        return;      } else {//父节点不是最大,则把大的孩子交换上来,然后继续往下堆调整,直到满足大根堆为止        swap(newFather, father);        father = newFather;//相当于继续shiftDown(newFather)。假如newFather原来是father的左孩子,那就相当于shiftDown(2*father)      }    }  }   public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr) {    int len = arr.length;    MaxHeap<T> maxHeap = new MaxHeap<>(arr);    maxHeap.printAsTree();    for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {      arr[i] = maxHeap.popMax();    }  }   public static void printArr(Object[] arr) {    for (Object o : arr) {      System.out.print(o);      System.out.print("/t");    }    System.out.println();  }   public void printSpace(int n) {//打印n个空格(在这里用‘/t'来代替)    for (int i = 0; i < n; i++) {      System.out.printf("%3s", "");    }  }   public void printAsTree() {    int lineNum = 1;//首先遍历第一行    int lines = (int) (Math.log(size) / Math.log(2)) + 1;//lines是堆的层数    int spaceNum = (int) (Math.pow(2, lines) - 1);    for (int i = 1; i <= size; ) { //因为在[1...size]左闭右闭区间存数据,data[0]不存数据             //每层都是打印这个区间[2^(层数-1) ... (2^层数)-1]。如果堆里的数不够(2^层数)-1个,那就打印到size。所以取min((2^层数)-1,size).      for (int j = (int) Math.pow(2, lineNum - 1); j <= Math.min(size, (int) Math.pow(2, lineNum) - 1); j++) {        printSpace(spaceNum); //打印spaceNum个空格        System.out.printf("%3s", data[j]);//打印数据        System.out.printf("%3s", "");//图片中绿色方框        printSpace(spaceNum);//打印spaceNum个空格        i++;//每打印一个元素就 + 1      }      lineNum++;      spaceNum = spaceNum / 2;      System.out.println();    }  }   public static void main(String args[]) {    Integer[] arr = {3, 5, 1, 7, 2, 9, 8, 0, 4, 6, 1, 3, 6, 1, 1};    sort(arr);  }}

执行结果:

总结

以上就是本文关于Java语言实现二叉堆的打印代码分享的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题,如有不足之处,欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持!

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