最小堆与最大堆测试代码

最大堆

package lock;

import java.util.Arrays;

/**
 * @author LiFeng
 * @create 2019-10-16 上午 11:56
 * @describe
 */
public class MaxHeap {
	public static void main(String[] args) {
		int[] a = new int[]{49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49, 55, 4};

		// 构建堆测试
		MakeMaxHeap(a, a.length);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

		// 测试add
		a = Arrays.copyOf(a, a.length + 1);
		a[a.length - 1] = 80;
		fixAfterAdd(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

		// 测试删除，堆的删除始终删除堆顶元素，为了方便重构，将最后一个元素放置堆顶进行一次下沉（这是最快的）
		int tmp = a[a.length - 1];
		a = Arrays.copyOf(a, a.length - 1);
		a[0] = tmp;
		fixAfterDel(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

		// 测试堆排序
		sort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

	}

	// 添加元素后重新调整堆
	static void fixAfterAdd(int[] a) {
		int k = a.length - 1;
		while (k > 1) {
			int j = (k - 1) >> 1; // 找到当前节点的父节点坐标
			if (a[j] > a[k])
				break;
			int tmp = a[j];
			a[j] = a[k];
			a[k] = tmp;
			k = j;
		}
	}

	// 删除元素后重新调整堆
	static void fixAfterDel(int[] a) {
		MaxHeapFixdown(a, 0, a.length);
	}


	// 建立最大堆
	static void MakeMaxHeap(int a[], int n) {
		for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
			MaxHeapFixdown(a, i, n);
	}

	/**
	 * 以向下的方式（如果发生了交换，则确保交换后的节点也满足堆结构）调整某个节点的堆结构
	 *
	 * @param i 节点下标
	 * @param n n-1表示向下调整到指定坐标
	 */
	static void MaxHeapFixdown(int a[], int i, int n) {
		int j, temp;

		temp = a[i];
		j = 2 * i + 1;
		while (j < n) {
			if (j + 1 < n && a[j + 1] > a[j]) //在左右孩子中找最小的
				j++;

			if (a[j] <= temp)
				break;

			a[i] = a[j];     //把较小的子结点往上移动,替换它的父结点
			i = j;
			j = 2 * i + 1;
		}
		a[i] = temp;
	}


	// 堆排序
	static void sort(int[] a) {
		for (int length = a.length; length > 0; length--) {
			int temp = a[0];
			a[0] = a[length - 1];
			a[length - 1] = temp;
			MaxHeapFixdown(a, 0, length - 1);
		}
	}
}

最小堆

 

package lock;

import java.util.Arrays;

/**
 * @author LiFeng
 * @create 2019-10-16 上午 11:56
 * @describe
 */
public class MinHeap {
	public static void main(String[] args) {
		int[] a = new int[]{49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49, 55, 4};

		// 构建堆测试
		MakeMinHeap(a, a.length);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

		// 测试add
		a = Arrays.copyOf(a, a.length + 1);
		a[a.length - 1] = 32;
		fixAfterAdd(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

		// 测试删除，堆的删除始终删除堆顶元素，为了方便重构，将最后一个元素放置堆顶进行一次下沉（这是最快的）
		int tmp = a[a.length - 1];
		a = Arrays.copyOf(a, a.length - 1);
		a[0] = tmp;
		fixAfterDel(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

		// 测试堆排序
		sort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));

	}

	// 添加元素后重新调整堆
	static void fixAfterAdd(int[] a) {
		int k = a.length - 1;
		while (k > 1) {
			int j = (k - 1) >> 1; // 找到当前节点的父节点坐标
			if (a[j] < a[k])
				break;
			int tmp = a[j];
			a[j] = a[k];
			a[k] = tmp;
			k = j;
		}
	}

	// 删除元素后重新调整堆
	static void fixAfterDel(int[] a) {
		MinHeapFixdown(a, 0, a.length);
	}


	// 建立最小堆
	static void MakeMinHeap(int a[], int n) {
		for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
			MinHeapFixdown(a, i, n);
	}

	/**
	 * 以向下的方式（如果发生了交换，则确保交换后的节点也满足堆结构）调整某个节点的堆结构
	 *
	 * @param i 节点下标
	 * @param n n-1表示向下调整到指定坐标
	 */
	static void MinHeapFixdown(int a[], int i, int n) {
		int j, temp;

		temp = a[i];
		j = 2 * i + 1;
		while (j < n) {
			if (j + 1 < n && a[j + 1] < a[j]) //在左右孩子中找最小的
				j++;

			if (a[j] >= temp)
				break;

			a[i] = a[j];     //把较小的子结点往上移动,替换它的父结点
			i = j;
			j = 2 * i + 1;
		}
		a[i] = temp;
	}


	// 堆排序
	static void sort(int[] a) {
		for (int length = a.length; length > 0; length--) {
			int temp = a[0];
			a[0] = a[length - 1];
			a[length - 1] = temp;
			MinHeapFixdown(a, 0, length - 1);
		}
	}
}