PriorityQueue实现最小堆和最大堆的用法[JAVA]

2021/6/27 11:14:17

本文主要是介绍PriorityQueue实现最小堆和最大堆的用法[JAVA],对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

一、基本介绍

1、介绍

PriorityQueue翻译为优先队列,“优先”指元素在队列中按一定的顺序(优先级)进行存放,“队列”指一种先进先出的数据结构。因此PriorityQueue可以实现按照一定的优先级存取元素。

在这里插入图片描述

2、用法

从源码来看PriorityQueue的构造方法:

//默认容量为 11
private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 11;
//1、无参构造,默认容量和默认排序方法
public PriorityQueue() {
        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null);
    }
//2、指定容量
public PriorityQueue(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, null);
    }
//3、指定排序方法
public PriorityQueue(Comparator<? super E> comparator) {
        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, comparator);
    }
//4、指定容量和排序方法
public PriorityQueue(int initialCapacity,
                         Comparator<? super E> comparator) {
        // Note: This restriction of at least one is not actually needed,
        // but continues for 1.5 compatibility
        if (initialCapacity < 1)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.queue = new Object[initialCapacity];
        this.comparator = comparator;
    }

由上可知,在构造PriorityQueue时我们可以指定初始容量和元素在队列中的排序方法,若不指定,则默认初始容量为11,默认排序方法为将元素从小到大进行排序。

3、最小堆

构造最小堆:

PriorityQueue<Integer> minheap = new PriorityQueue<>();

使用无参构造,元素在队列中默认按照从小到大的顺序排列,可保证每次出队列的元素为队列中的最小元素。

4、最大堆

PriorityQueue<Integer> maxheap = new PriorityQueue<>(Collections.reverseOrder());

将排序方法指定为反序,即元素从大到小排列,可保证每次出队列的元素为队列中最大的元素。

5、其他优先级

按照其他优先级规则排序,需要自己实现Comparable接口,重写compareTo()方法。

Comparable<Integer> comparable = new Comparable<Integer>() {
            @Override
            public int compareTo(Integer o) {
                return 0;
            }
        };

二、常用方法

以Integer类型为例:
在这里插入图片描述

三、相关练习题

【剑指 Offer 40. 最小的k个数】

输入整数数组 arr ,找出其中最小的 k 个数。例如,输入4、5、1、6、2、7、3、8这8个数字,则最小的4个数字是1、2、3、4。

示例 1:

输入:arr = [3,2,1], k = 2
输出:[1,2] 或者 [2,1]

示例 2:

输入:arr = [0,1,2,1], k = 1
输出:[0]

限制:

0 <= k <= arr.length <= 10000
0 <= arr[i] <= 10000

【解题思想】

先将k个数放进最大堆,再从第k+1个数开始比较,若其小于大堆顶则加入堆,堆顶出队列,若大于等于则无作为。

【代码】

class Solution {
    public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
        int res[] = new int[k];
        int len = arr.length;
        if(len == 0 || k == 0)
            return res;

        PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<>(Collections.reverseOrder());
        for(int i = 0; i < k; i++){
            maxHeap.add(arr[i]);
        }
        for(int i = k; i < len; i++){
            if(arr[i] < maxHeap.peek()){
                maxHeap.add(arr[i]);
                maxHeap.poll();
            }
        }
        
        for(int i = 0; i < k; i++){
            res[i] = maxHeap.poll();
        }
        return res;
    }
    
}

时间复杂度:O(nlogn)



这篇关于PriorityQueue实现最小堆和最大堆的用法[JAVA]的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!


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