优先队列(堆)priority queue

本文深入探讨了优先队列的实现原理,基于完全二叉树结构,利用堆的特性进行高效的数据管理。介绍了最小堆与最大堆的概念,以及如何通过上滤与下滤操作维护堆序性,实现插入、删除最小元素等关键操作,复杂度为O(logN)。此外,还讨论了优先队列在求解特定问题中的应用。

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优先队列(堆)priority queue

  • 完全二叉树:除了最底层都被元素填满
  • 堆序性:除根节点,最小堆每个节点父亲的Key小于等于该节点的Key,最大堆反之
优先队列的申明
struct HeapStruct;
typedef struct HeapStruct* PriorityQueue;

PriorityQueue Initialize (int MaxElements);
void Destroy (PriorityQueue H);
void MakeEmpty (PriorityQueue H);
void Insert (ElementType X, PriorityQueue H);
ElementType DeleteMin (PriorityQueue H);
ElementType FindMin (PriorityQueue H);
int IsEmpty (PriorityQueue H);
int IsFull (PriorityQueue H);

struct HeapStruct
{
	int Capacity;
	int size;
	ElementType* Elements;
}
Insert

插入操作,将新增元素放到最后面,比较其与父节点,进行上滤,O(logN)

DeleteMin

删除操作,删除根节点元素后,进行下滤,O(logN)

FindMin

根元素即为所求,O(1)

应用

求第k大的数,求最大前k个数,klogN

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