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为什么heap Delete元素的复杂度等于O(logn),Build的复杂度是O(n)?

为什么heap Delete元素的复杂度等于O(logn),Build的复杂度是O(n)?

Heap(堆)是一种特殊的数据结构,常用于实现优先队列。它具有以下特点:

  • 堆是一个完全二叉树,即除了最后一层外,其他层都是满的,最后一层从左到右填充。
  • 堆中的每个节点的值都必须满足堆的性质,即父节点的值要么大于等于(最大堆)或小于等于(最小堆)其子节点的值。

在堆中,删除元素和构建堆的复杂度是不同的。

  1. 删除元素的复杂度为O(logn): 当我们删除堆中的一个元素时,通常是删除堆顶元素(根节点)。删除堆顶元素后,为了维持堆的性质,我们需要进行一系列的操作:
    • 将堆的最后一个元素移动到堆顶位置。
    • 与其子节点进行比较,将较大(或较小)的子节点与父节点交换位置,直到满足堆的性质。 这个过程称为堆的调整(Heapify)。由于堆是一个完全二叉树,堆的高度为logn,所以堆的调整的时间复杂度为O(logn)。
  • 构建堆的复杂度为O(n): 构建堆是将一个无序的数组转化为一个堆的过程。具体步骤如下:
    • 从最后一个非叶子节点开始,依次向上进行堆的调整。
    • 对于每个非叶子节点,与其子节点进行比较,将较大(或较小)的子节点与父节点交换位置,直到满足堆的性质。 这个过程称为堆的建立(Build Heap)。由于堆的高度为logn,而非叶子节点的数量为n/2,所以堆的建立的时间复杂度为O(n)。

综上所述,删除元素的复杂度为O(logn),而构建堆的复杂度为O(n)。

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