二叉堆是一種特殊的堆，二叉堆是完全二元樹（二叉樹）或者是近似完全二元樹（二叉樹）。二叉堆有兩種：最大堆和最小堆。最大堆：父結點的鍵值總是大于或等于任何一個子節點的鍵值；最小堆：父結點的鍵值總是小于或等于任何一個子節點的鍵值。
打印二叉堆：利用層級關系
我這里是先將堆排序，然后在sort里執行了打印堆的方法printastree()
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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,數組建堆 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數組中某個元素的下角標 * @param b data數組中某個元素的下角標 * @return 哪個元素大就返回哪個的下角標 */ 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數組中某個元素的下角標 * @param b data數組中某個元素的下角標 * @param c data數組中某個元素的下角標 * @return 哪個元素大就返回哪個的下角標 */ 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;//這里賦不賦值無所謂，如果把下面這個return改成break,那就必須賦值了 if (lchild > size) {//如果沒有左、右孩子 return; } else if (rchild > size) {//如果沒有右孩子 newfather = max(father, lchild); } else {//如果有左、右孩子 newfather = max(father, lchild, rchild); } if (newfather == father) {//如果原父結點就是三者最大，則不用繼續整理堆了 return; } else {//父節點不是最大，則把大的孩子交換上來，然后繼續往下堆調整，直到滿足大根堆為止 swap(newfather, father); father = newfather;//相當于繼續shiftdown(newfather)。假如newfather原來是father的左孩子，那就相當于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個空格(在這里用‘\t'來代替) for (int i = 0; i < n; i++) { system.out.printf("%3s", ""); } } public void printastree() { int linenum = 1;//首先遍歷第一行 int lines = (int) (math.log(size) / math.log(2)) + 1;//lines是堆的層數 int spacenum = (int) (math.pow(2, lines) - 1); for (int i = 1; i <= size; ) { //因為在[1...size]左閉右閉區間存數據，data[0]不存數據 //每層都是打印這個區間[2^(層數-1) ... (2^層數)-1]。如果堆里的數不夠(2^層數)-1個，那就打印到size。所以取min((2^層數)-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個空格 system.out.printf("%3s", data[j]);//打印數據 system.out.printf("%3s", "");//圖片中綠色方框 printspace(spacenum);//打印spacenum個空格 i++;//每打印一個元素就 + 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); }} |
執行結果：
總結
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