28、构建弱堆的算法目录

构建弱堆的算法目录

1. 引言

在基础形式中，优先队列是一种存储元素集合并支持构建、查找最小值、插入和提取最小值等操作的数据结构。在实际应用中，若这些操作已足够，用户通常需在二叉堆和弱堆之间做出选择。这两种数据结构性能都不错，在典型情况下性能差异较小。多数库实现基于二叉堆，但用户选择弱堆而非二叉堆的一个原因是，弱堆在最坏情况下进行的元素比较更少。

数据结构	构建	查找最小值	插入	提取最小值
二叉堆	2n	0	⌈lg n⌉	2⌈lg n⌉
弱堆	n - 1	0	⌈lg n⌉	⌈lg n⌉

本文将详细研究弱堆的构建。构建弱堆的标准算法在渐近意义上是最优的，常数因子较小，但仍可从多个方面进行改进。考虑这些不同优化的原因是，相同类型的优化可能适用于其他类似的基础算法。

构建弱堆的算法目录包括：
- 指令优化：利用字级别的位操作快速找到最低有效 1 位的位置。
- 分支优化：减少分支误预测的数量，从 O(n) 降至 O(1)。
- 缓存优化：以深度