排序算法——小顶堆
一、小顶堆原理
小顶堆实际上是一个二叉树，满足：Key[i]<=key[2i+1]&&Key[i]<=key[2i+2]规则，即根节点既小于或等于左子树的关键字值，又小于或等于右子树的关键字值。
二、应用场景
比如求10亿个数中的最大的前10个数，时时构建只有10个元素的小顶堆，如果比堆顶小，则不处理；如果比堆顶大，则替换堆顶，然后依次下沉到适当的位置。
三、代码实现
import java.util.Arrays;
/**
* <p>Title: </p>
* <p>Description: </p>
*/
public class SmallHeap {
/**
* <description>获取前N数据</description>
*
* @param arr
* @param n
* @author: ouyp
* @since: Seeyon V7.0 SP2
* @date: 2018年10月16日 下午4:52:27
*/
public static int[] topN(int[] arr, int n) {
/**
* 构建堆积
*/
int[] list = new int[n];
System.arraycopy(arr, 0, list, 0, n);
for (int i = 0; i < n; i++) {
int t = i;
while (t != 0 && list[parent(t)] > list[t]) {
swap(list, t, t = parent(t));
}
}
/**
* 小顶堆
*/
for (int i = n, len = arr.length; i < len; i++) {
if (arr[i] >= list[0]) {
// 置换栈顶
list[0] = arr[i];
// 调整栈顶
int t = 0;
while ((left(t) < n && list[t] > list[left(t)]) || (right(t) < n && list[t] > list[right(t)])) {
if (right(t) < n && list[right(t)] < list[left(t)]) {
swap(list, t, t = right(t));
} else {
swap(list, t, t = left(t));
}
}
}
}
return list;
}
/**
* <description>对象交换</description>
*
* @param list
* @param i
* @param j
* @author: ouyp
* @since: Seeyon V7.0 SP2
* @date: 2018年10月16日 下午4:56:33
*/
private static void swap(int[] list, int i, int j) {
int tmp = list[i];
list[i] = list[j];
list[j] = tmp;
}
/**
* <description>父节点索引</description>
*
* @param i
* @return
* @author: ouyp
* @date: 2018年10月16日 下午3:34:22
*/
private static int parent(int i) {
return (i - 1) / 2;
}
/**
* <description>左孩子索引</description>
*
* @param i
* @return
* @author: ouyp
* @date: 2018年10月16日 下午4:01:30
*/
private static int left(int i) {
return 2 * i + 1;
}
/**
* <description>右孩子索引</description>
*
* @param i
* @return
* @author: ouyp
* @date: 2018年10月16日 下午4:02:04
*/
private static int right(int i) {
return 2 * i + 2;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{56, 30, 71, 18, 29, 93, 44, 75, 20, 65, 68, 34};
System.out.println("原始数组: ");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
System.out.println("调整后数组: ");
System.out.println(Arrays.toString(SmallHeap.topN(arr, 5)));
}
}