STL源码剖析-heap

STL源码剖析-heap

1.heap产生背景：

heap作为priority queue底层机制。priority queue 允许用户以任意次序将任何元素推入容器内，但是取出时一定是从优先级最高的元素开始取。
priority queue功能：1.频繁的插入和删除元素。2.频繁的寻找元素的极值。根据这两个功能初步选择list，但是list针对于极值的情况会导致O（n）的时间复杂度，故丢弃本想法。当选择二叉搜索树的时候，但是RB_tree实现过于复杂并且在插入元素的时候又需要随机。故binary heap产生了。
binary heap 是一种完全二叉树。

2.heap底层结构：

1.选择一个vector和heap算法进行binary heap的搭建。heap算法的作用是：插入元素，删除元素，取极值，将某一组数据排列成一个heap。
2.实现的算法是：一个完全二叉树的性质：完全二叉树中的某一个节点位于array的i处时，其左子节点必位于array的2i处，其右子节点必位于array2i+1处，其父节点必位于i/2处。
3.heap种类：分为max-heap和min-heap
	max-heap：节点的键值都大于或者等于子节点键值
	min-heap：节点的键值都小于或者等于子节点键值

3.heap算法

push_heap算法

算法思想：
	1.先将新加入的元素一定要放在最下一层作为叶子节点，并填补在由左至右的第一个空格。
	2.根据新添加的元素判断是否适用于现在的位置，假如不适用，则执行上溯程序：将新节点拿来于其父节点进行比较，如果其键值必父节点大，就父子对换位置。如此一直上溯，直到不需对换或者直到根节点为止。

pop_heap算法

算法思想：
	1.先将尾部节点保存下来，并将其赋值为根节点，此时根节点为空洞节点。
	2.将交换完的空洞节点和其较大子节点“对调”，并持续下放，直到叶子节点为止。
	3.将最下层和最右层叶子节点割舍掉（此时尾部节点就是最大的节点，采用vector的back获取其值，pop_back弹出其值）。
	4.再执行一次上溯程序。这个必须有

sort_heap算法

算法思想：
	每次pop_heap可获得heap中键值最大的元素，如果持续对整个heap做pop_heap操作，每次将操作范围从后向前缩减一个元素，当整个程序执行完毕之后，就出现了一个递增序列。

make_heap算法

算法思想：
	1.一个完全二叉树的性质：完全二叉树中的某一个节点位于array的i处时，其左子节点必位于array的2i处，其右子节点必位于array2i+1处，其父节点必位于i/2处。
	2.再进行_adjust_heap进行调整。