Java优先队列 priority queue

1.优先队列概念

优先队列（priority queue）是一种特殊的数据结构。
队列中每一个元素都被分配到一个优先权值，出队顺序按照优先权值来划分。
一般有两种出队顺序：高优先权出队或低优先权出队。
priority queue至少要有两个最基本的ADT：进队，出队（按照高优先权或低优先权）

产生原因：同样是为了提高数据处理的效率。试想，要实现优先队列对应的功能，若使用链表或者数组，那么要么先排序再插入，要么先插入再查找最大最小元素。这样一来，入队出队的时间复杂度至少为O(N)。

• 优先队列出队和入队的时间复杂度均为O(log N)。
• 优先队列基于二叉堆实现。

2.二叉堆（Heap）

堆是一种特殊的二叉树，性质如下：

• 每个结点的值都大于或等于其左右孩子结点的值（大顶堆），或每个结点的值都小宇或等于其左右孩子的值（小顶堆）。
• 必须满足完全二叉树的结构。

完全二叉树和满二叉树

完全二叉树 complete binary tree

叶节点只可能出现在最后两层，且最后一层的叶节点都左对齐
一棵深度为h的完全二叉树

满二叉树 full binary tree

深度为h的满二叉树有（2^h）-1个结点

由二叉堆的定义可以看出，跟结点一定是二叉堆中结点值最大（或最小）的。较大（或较小）的结点靠近根节点

堆的存储结构：

一般情况下，堆用数组来存储，第i个结点的父节点的下标就是（i-1）/2.
如果用层序遍历顺序将大顶堆和小顶堆存入数组，

则关系如图：

堆的重要操作

插入：插入一个元素之后，新元素首先被插入表层（即最后一层尽可能左边的位置），之后再根据堆的性质进行调整。

例：写出一次一个地将10,12,1,14,6,5,8,15,3,9,7,4,11,13和2插入一个初始为空的二叉堆的结果

删除：删除总是发生在根处，之后将最后一个元素（即最后一层最右边的元素）拿来填补空缺，之后根据堆的性质进行调整堆的结构。

到此这篇关于Java优先队列 priority queue的文章就介绍到这了,更多相关优先队列 priority queue内容请搜索0133技术站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持0133技术站！