最大堆插入和排序Java

Question

我试图构造一个最大堆，当插入每个新值时，值会上移或下移到正确的位置，我还没有实现下移函数，所以现在我正在使用一个测试，该测试应该只需要程序上移。测试数据按以下顺序输入：

[16, 10, 14, 9, 7, 1, 4, 2, 8, 3]

我在主类中使用以下代码在堆中插入值：

package com.company;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        BinaryHeap bh = new BinaryHeap();

        bh.insert(16);
        bh.insert(10);
        bh.insert(14);
        bh.insert(9);
        bh.insert(7);
        bh.insert(1);
        bh.insert(4);
        bh.insert(2);
        bh.insert(8);
        bh.insert(3);

        bh.printHeap();

    }
}

下一位代码是插入和移位的地方：

package com.company;

public class BinaryHeap {
    private int[] Heap;
    private int size;
    private int maxsize;

    public BinaryHeap(){
        this.maxsize = 10;
        this.size = 0;
        Heap = new int[this.maxsize + 1];
    }

    public int Parent(int i){

        return (i)/2;
    }

    public int LeftChild(int i){

        return (2*i);
    }

    public int RightChild(int i){

        return ((2*1)+1);
    }

    public void insert(int value) {
        if(size <= Heap.length) {
            size++;
            Heap[size] = value;
            siftUp(size);
        }
    }


    private void siftUp(int i) {
        int parentIndex;
        int tmp;

        if (i != 0) {

            parentIndex = Parent(i);

            if (Heap[parentIndex] < Heap[i]) {
                tmp = Heap[parentIndex];
                Heap[parentIndex] = Heap[i];
                Heap[i] = tmp;
                siftUp(parentIndex);
            }

        }

    }

    public void printHeap()
    {
        for (int i = 1; i < maxsize; i++) {
            System.out.print(" PARENT : " + Heap[Parent(i)]
                    + " LEFT CHILD : " + Heap[LeftChild(i)]
                    + " RIGHT CHILD :" + Heap[RightChild(i)]);
            System.out.println();
        }
    }

}

移位函数是siftUp（），我认为这就是问题所在。当程序以这些输出运行时：

PARENT : 16 LEFT CHILD : 9 RIGHT CHILD :10
 PARENT : 14 LEFT CHILD : 8 RIGHT CHILD :10
 PARENT : 14 LEFT CHILD : 1 RIGHT CHILD :10
 PARENT : 9 LEFT CHILD : 0 RIGHT CHILD :10
 PARENT : 9 LEFT CHILD : 3 RIGHT CHILD :10
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 12 out of bounds for length 11
    at com.company.BinaryHeap.printHeap(BinaryHeap.java:61)
    at com.company.Main.main(Main.java:20)

但这是不正确的，因为1）末尾的索引越界异常来自printHeap（）函数，2）每个父节点的子节点不在正确的位置，因为根节点应该是16，其中14和10作为子节点，当它打印出堆的值时，它打印出0，但是0永远不会插入堆中。我尝试过自己做一些调试，但没有多大成功，所以欢迎任何帮助。

Answer 1

private void siftUp(int i) {
    int parentIndex;
    int tmp;
    if (i != 0) { // error is this if statement
        parentIndex = Parent(i);
        if (Heap[parentIndex] < Heap[i]) {
            tmp = Heap[parentIndex];
            Heap[parentIndex] = Heap[i];
            Heap[i] = tmp;
            siftUp(parentIndex);
        }
    }
}

导致堆未显示正确数字的错误在siftUp（if语句）中。

插入16时，堆[1]变为16。然后，它调用siftUp（1）。siftUp内部，1！=0，则执行if语句。parentIndex变为1/2=0，问题来了。默认情况下，堆[0]=0小于堆[1]=16。因此，它交换值16和0，将16移动到索引0，索引0不是您提到的头。这只是错误的开始，当你插入越来越多的数字时，它们就会到处都是。

因为堆的根位于索引1。您应该只筛选到索引1，它没有父级。将if语句更改为if（i）后

 PARENT: 0 CURRENT: 16 LEFT CHILD : 10 RIGHT CHILD : 14 
 PARENT: 16 CURRENT: 10 LEFT CHILD : 9 RIGHT CHILD : 7
 PARENT: 16 CURRENT: 14 LEFT CHILD : 1 RIGHT CHILD : 4
 PARENT: 10 CURRENT: 9 LEFT CHILD : 2 RIGHT CHILD : 8
 PARENT: 10 CURRENT: 7 LEFT CHILD : 3
 PARENT: 14 CURRENT: 1
 PARENT: 14 CURRENT: 4
 PARENT: 9 CURRENT: 2
 PARENT: 9 CURRENT: 8

public void printHeap(){
  for (int i = 1; i < maxsize; i++) {
    System.out.print(" PARENT: " + Heap[Parent(i)]);
    System.out.print(" CURRENT: "+ Heap[i]);
    if(LeftChild(i) <=  10){
      System.out.print(" LEFT CHILD " + ": " +  Heap[LeftChild(i)]);
    } 
    if(RightChild(i) <= 10){
      System.out.print(" RIGHT CHILD "+ ": "+  Heap[RightChild(i)]);
      }
    System.out.println();
  }
}