Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)二叉堆的打印代碼分享
二叉堆是一種特殊的堆,二叉堆是完全二元樹(shù)(二叉樹(shù))或者是近似完全二元樹(shù)(二叉樹(shù))。二叉堆有兩種:最大堆和最小堆。最大堆:父結(jié)點(diǎn)的鍵值總是大于或等于任何一個(gè)子節(jié)點(diǎn)的鍵值;最小堆:父結(jié)點(diǎn)的鍵值總是小于或等于任何一個(gè)子節(jié)點(diǎn)的鍵值。
打印二叉堆:利用層級(jí)關(guān)系

我這里是先將堆排序,然后在sort里執(zhí)行了打印堆的方法printAsTree()
public class MaxHeap<T extends Comparable<? super T>> {
private T[] data;
private int size;
private int capacity;
public MaxHeap(int capacity) {
this.capacity = capacity;
this.size = 0;
this.data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];
}
public MaxHeap(T[] arr) {//heapify,數(shù)組建堆
capacity = arr.length;
data = (T[]) new Comparable[capacity + 1];
System.arraycopy(arr, 0, data, 1, arr.length);
size = arr.length;
for (int i = size / 2; i >= 1; i--) {
shiftDown(i);
}
}
public int size() {
return this.size;
}
public int getCapacity() {
return this.capacity;
}
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
public T seekMax() {
return data[1];
}
public void swap(int i, int j) {
if (i != j) {
T temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;
}
}
public void insert(T item) {
size++;
data[size] = item;
shiftUp(size);
}
public T popMax() {
swap(1, size--);
shiftDown(1);
return data[size + 1];
}
public void shiftUp(int child) {
while (child > 1 && data[child].compareTo(data[child / 2]) > 0) {
swap(child, child / 2);
child /= 2;
}
}
/**
* @param a data數(shù)組中某個(gè)元素的下角標(biāo)
* @param b data數(shù)組中某個(gè)元素的下角標(biāo)
* @return 哪個(gè)元素大就返回哪個(gè)的下角標(biāo)
*/
private int max(int a, int b) {
if (data[a].compareTo(data[b]) < 0) {//如果data[b]大
return b;//返回b
} else {//如果data[a]大
return a;//返回a
}
}
/**
* @param a data數(shù)組中某個(gè)元素的下角標(biāo)
* @param b data數(shù)組中某個(gè)元素的下角標(biāo)
* @param c data數(shù)組中某個(gè)元素的下角標(biāo)
* @return 哪個(gè)元素大就返回哪個(gè)的下角標(biāo)
*/
private int max(int a, int b, int c) {
int biggest = max(a, b);
biggest = max(biggest, c);
return biggest;
}
public void shiftDown(int father) {
while (true) {
int lchild = father * 2;
int rchild = father * 2 + 1;
int newFather = father;//這里賦不賦值無(wú)所謂,如果把下面這個(gè)return改成break,那就必須賦值了
if (lchild > size) {//如果沒(méi)有左、右孩子
return;
} else if (rchild > size) {//如果沒(méi)有右孩子
newFather = max(father, lchild);
} else {//如果有左、右孩子
newFather = max(father, lchild, rchild);
}
if (newFather == father) {//如果原父結(jié)點(diǎn)就是三者最大,則不用繼續(xù)整理堆了
return;
} else {//父節(jié)點(diǎn)不是最大,則把大的孩子交換上來(lái),然后繼續(xù)往下堆調(diào)整,直到滿(mǎn)足大根堆為止
swap(newFather, father);
father = newFather;//相當(dāng)于繼續(xù)shiftDown(newFather)。假如newFather原來(lái)是father的左孩子,那就相當(dāng)于shiftDown(2*father)
}
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr) {
int len = arr.length;
MaxHeap<T> maxHeap = new MaxHeap<>(arr);
maxHeap.printAsTree();
for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
arr[i] = maxHeap.popMax();
}
}
public static void printArr(Object[] arr) {
for (Object o : arr) {
System.out.print(o);
System.out.print("\t");
}
System.out.println();
}
public void printSpace(int n) {//打印n個(gè)空格(在這里用‘\t'來(lái)代替)
for (int i = 0; i < n; i++) {
System.out.printf("%3s", "");
}
}
public void printAsTree() {
int lineNum = 1;//首先遍歷第一行
int lines = (int) (Math.log(size) / Math.log(2)) + 1;//lines是堆的層數(shù)
int spaceNum = (int) (Math.pow(2, lines) - 1);
for (int i = 1; i <= size; ) { //因?yàn)樵赱1...size]左閉右閉區(qū)間存數(shù)據(jù),data[0]不存數(shù)據(jù)
//每層都是打印這個(gè)區(qū)間[2^(層數(shù)-1) ... (2^層數(shù))-1]。如果堆里的數(shù)不夠(2^層數(shù))-1個(gè),那就打印到size。所以取min((2^層數(shù))-1,size).
for (int j = (int) Math.pow(2, lineNum - 1); j <= Math.min(size, (int) Math.pow(2, lineNum) - 1); j++) {
printSpace(spaceNum); //打印spaceNum個(gè)空格
System.out.printf("%3s", data[j]);//打印數(shù)據(jù)
System.out.printf("%3s", "");//圖片中綠色方框
printSpace(spaceNum);//打印spaceNum個(gè)空格
i++;//每打印一個(gè)元素就 + 1
}
lineNum++;
spaceNum = spaceNum / 2;
System.out.println();
}
}
public static void main(String args[]) {
Integer[] arr = {3, 5, 1, 7, 2, 9, 8, 0, 4, 6, 1, 3, 6, 1, 1};
sort(arr);
}
}
執(zhí)行結(jié)果:

總結(jié)
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