建堆的两种方式
自上而下
这种方式的思路是,每插入一个节点,就向上比较,判断是否需要与其父节点进行交换,
分析这种方式的时间复杂度,假设树的高度为h,以下均考虑最坏情况,也就是每一个节点都调整到根
第一层的1个节点不需要调整
第二层的2个节点,每个节点向上调整1次,2*1,
第三层的4个节点,每个节点向上调整2次,4*2,
第四层的8个节点,每个节点向上调整3次,8*3,
...
第h层的2^(h-1)
个节点,每个节点向上调整h-1
次,2^(h-1)*(h-1)
累计,
T(n) = 2^(1)*1
+2^(2)*2
+2^(3)*3
+2^(4)*4
+...+2^(h-1)*(h-1)
2*T(n) = 2^(2)*1
+2^(3)*2
+2^(4)*3
+2^(5)*4
+...+2^(h-1)*(h-2)
+2^(h)*(h-1)
用T(n)-2*T(n),
T(n)-2*T(n) = 2^1
+2^2
+2^3
+...+2^(h-1)
-2^(h)*(h-1)
= 2^h-2
-2^h*(h-1)
把h=log2(n)
代入
= 2^(log2(n))-2
-2^(log2(n))*(log2(n)-1)
= n-2-n*(log2(n)-1)
保留最高项
T(n) = O(nlog2(n))
自下而上
先建立完全二叉树,然后从最后一个有叶子结点的节点开始向前调整。
时间复杂度分析,假设树的高度为h,
第一层有1个节点,向下调整h-1次,1*(h-1)
第二层有2个节点,向下调整h-2次,2*(h-2)
第三层有4个节点,向下调整h-3次,4*(h-3)
第四层有8个节点,向下调整h-4次,8*(h-4)
...
第h-1
层有2^(h-2)
个节点,向下调整1
次,
第h
层有2^(h-1)
个节点,向下调整0
次,
T(n)
= 2^0*(h-1)
+2^1*(h-2)
+2^2*(h-3)
+2^3*(h-4)
+...+2^(h-2)*1
2*T(n)
= 2^1*(h-1)
+2^2*(h-2)
+2^3*(h-3)
+2^4*(h-4)
+...+2^(h-2)*2
+2^(h-1)*1
2*T(n)
-T(n)
= -(h-1)
+ 2+2^2+2^3+2^4+...+2^(h-2)
+2^(h-1)
= -(h-1)
+2^h-2
带入h = log2(n)
T(n) = -(log2(n)-1)
+n-2
保留最高项
T(n) = O(n)