• 那 heap 在哪呢?

    heap 其实是一个抽象的数据结构,或者说是逻辑上的数据结构,并不是一个物理上真实存在的数据结构。

    heap 其实有很多种实现方式,比如 binomial heap, Fibonacci heap 等等。但是面试最常考的,也是最经典的,就是 binary heap 二叉堆,也就是用一棵完全二叉树来实现的。

    那完全二叉树是怎么实现的?

    其实是用数组来实现的!

    所以 binary heap/PriorityQueue 实际上是用数组来实现的。

    这个数组的排列方式有点特别,因为它总会维护你定义的(或者默认的)优先级最高的元素在数组的首位,所以不是随便一个数组都叫「堆」,实际上,它在你心里,应该是一棵「完全二叉树」。

    这棵完全二叉树,只存在你心里和各大书本上;实际在在内存里,哪有什么树?就是数组罢了。

    那为什么完全二叉树可以用数组来实现?是不是所有的树都能用数组来实现?

    这个就涉及完全二叉树的性质了,我们下一篇会细讲,简单来说,因为完全二叉树的定义要求了它在层序遍历的时候没有气泡,也就是连续存储的,所以可以用数组来存放;第二个问题当然是否。

    堆的特点

    左图是小顶堆,可以看出对于每个节点来说,都是小于它的所有孩子的,注意是所有孩子,包括孙子,曾孙...

    比如对于节点 3 来说,

    可以归纳出如下规律:

    有些书上可能写法稍有不同,是因为它们的数组是从 1 开始的,而我这里数组的下标是从 0 开始的,都是可以的。

    这样就可以从任意一个点,一步找到它的孙子、曾孙子,真的太方便了,在之后讲具体操作时大家可以更深刻的体会到。

    那有关堆的基本操作,以及为什么 heapify() 是 O(n) 的,我们之后再聊。

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