注意:是用python寫的。
題目:
描述
給出一個整數數組,堆化操作就是把它變成一個最小堆數組。
對於堆數組A,A[0]是堆的根,並對於每個A[i],A [i * 2 + 1]是A[i]的左兒子並且A[i * 2 + 2]是A[i]的右兒子。
您在真實的面試中是否遇到過這個題? 是
題目糾錯
說明
什麼是堆?
- 堆是一種數據結構,它通常有三種方法:push, pop 和 top。其中,“push”添加新的元素進入堆,“pop”刪除堆中最小/最大元素,“top”返回堆中最小/最大元素。
什麼是堆化?
- 把一個無序整數數組變成一個堆數組。如果是最小堆,每個元素A[i],我們將得到A[i * 2 + 1] >= A[i]和A[i * 2 + 2] >= A[i]
如果有很多種堆化的結果?
- 返回其中任何一個。
樣例
給出 [3,2,1,4,5]
,返回[1,2,3,4,5]
或者任何一個合法的堆數組
挑戰
O(n)的時間複雜度完成堆化
解法:
class Solution:
"""
@param: A: Given an integer array
@return: nothing
"""
def heapify(self, A):
# write your code here
for i in range(int((len(A)-1)/2),-1,-1):
while i < len(A):
left,right = i*2+1,i*2+2
min_pos = i
if (left<len(A)) and (A[left]<A[min_pos]):
min_pos=left
if (right<len(A)) and (A[right]<A[min_pos]):
min_pos=right
if min_pos!=i:
A[i],A[min_pos]=A[min_pos],A[i]
i = min_pos
else:
break
堆的基礎知識:
- 堆的定義(from Wiki):堆的實現通過構造二叉堆(binary heap),實爲二叉樹的一種;由於其應用的普遍性,當不加限定時,均指該數據結構的這種實現。這種數據結構具有以下性質:
①任意節點小於(或大於)它的所有後裔,最小元或最大元)在堆的根上(堆序性)。
②堆總是一棵完全樹。即除了最底層,其他層的節點都被元素填滿,且最底層儘可能地從左到右填入。 - 建堆的過程:
- 建堆的複雜度分析:
①N個節點的堆高度最大爲h=logN,最下面一層非葉子節點最多調整1次,倒數第2層最多2次,…依此類推,根節點最多需要h次。
②最下面一層子節點共有2^(h-1)個,倒數第2層有2^(h-2)個,…依此類推,根節點有2^(h-h)個1個。
③所以總的時間複雜度爲1^(h-1) + 2*2^(h-2) + (h-1)*2 + h,得到結果爲N*2 –2 –log(N),所以時間複雜度O(n)。 - 堆的應用:
To be continue......