堆|使用Javascript实现优先级队列

介绍

堆是一种特殊的基于树的数据结构，满足堆属性。
它是一棵完全二叉树，这意味着除了最后一层是从左到右填充之外，树的所有层都被完全填充。

堆有两种类型：

1. 最大堆
2. 最小堆。

最大堆：

在最大堆中，对于任何给定节点 I，I 的值大于或等于其子节点的值。
对于二叉树中的所有节点，此属性都必须为 true。最高值（最大值）位于树的根部。

最小堆：

在最小堆中，对于任何给定节点 I，I 的值小于或等于其子节点的值。
对于二叉树中的所有节点，此属性都必须为 true。最低值（最小值）位于树的根部。

我们可以将它们称为优先级队列，因为每次执行插入和删除操作时，它都会分别 bubbleUp 和 bubbleDown。

我们可以在数组中实现相同的功能，但是如何计算 leftChildIndex、rightChildIndex 和 ParentIndex？

公式

为了生孩子

2i+1（左）
2i+2（右）

获取父母

i-1/2

下面我添加了一个 minHeap 的实现，请检查。

class MinHeap {
    constructor() {
        this.data = [];
        this.length = 0;
    }

    insert(value) {
        this.data.push(value);
        this.length++;
        this.bubbleUp(this.length-1);
    }

    bubbleUp(index) {

        if (index == 0) {
            return ;
        }

        const parentIndex = this.getParentIndex(index);
        const parentValue = this.data[parentIndex];
        const value = this.data[index];

        if (parentValue > value) {
            this.data[parentIndex] = this.data[index];
            this.data[index] = parentValue;

            this.bubbleUp(parentIndex);
        }
    }

    getParentIndex(index) {
        return Math.floor((index-1)/2);
    }

    getLeftChildIndex(index) {
        return 2*index + 1;
    }

    getRightChildIndex(index) {
        return 2*index + 2;
    }

    bubbleDown(index) {
        if (index >= this.length) {
            return;
        }

        const lIndex = this.getLeftChildIndex(index);
        const rIndex = this.getRightChildIndex(index);

        const lValue = this.data[lIndex];
        const rValue = this.data[rIndex];
        const value = this.data[index];

        if (lValue < rValue && lValue < value) {
            // swap
            this.data[index] = this.data[lIndex];
            this.data[lIndex] = value;
            this.bubbleDown(lIndex);
        } else if (rValue < lValue && rValue < value) {
            this.data[index] = this.data[rIndex];
            this.data[rIndex] = value;
            this.bubbleDown(rIndex)
        }
    }

    delete() {
        if (this.length === 0) {
            return -1;
        }

        const out = this.data[0];
        if (this.length == 1) {
            this.data = [];
            this.length = 0;
            return out;
        }

        this.data[0] = this.data[this.length-1];
        this.length--;
        this.bubbleDown(0);
    }
}

const test = new MinHeap();

test.insert(50);
test.insert(100);
test.insert(101);
test.insert(20);
test.insert(110);
console.log(test)
test.delete();
console.log('---------After Delete -------')
console.log(test)
/*
MinHeap { data: [ 20, 50, 101, 100, 110 ], length: 5 }
---------After Delete -------
MinHeap { data: [ 50, 100, 101, 110, 110 ], length: 4 }
*/

如果您有任何疑问，请随时联系我。

以上是堆|使用Javascript实现优先级队列的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！