最小堆時間復雜度

最小堆(Min Heap)是一種特殊的二叉樹,滿足下列條件:

  1. 堆中任一非葉節點的值均不超過(或等於)其任何孩子節點的值。
  2. 堆的結構滿足完全二叉樹的特性,即除最底層外,每一層的節點都是滿的,且最底層的節點盡可能填滿左側。

最小堆可以用來實作優先佇列(Priority Queue),具有以下操作:

這些操作的時間複雜度都是 O(log n),其中 n 是堆中元素的數量。這個時間複雜度是由於最小堆的結構特性和操作的對數性質決定的。例如,在最小堆中刪除最小元素涉及將最後一個元素替換為刪除的元素,然後對樹進行修復,使其重新成為最小堆,這可以在 O(log n) 時間內完成。

需要注意的是,這個時間複雜度是在最壞情況下的,即堆的結構保持平衡。如果堆結構嚴重偏斜,某些操作可能需要更長的時間,但在實際應用中,堆通常會保持平衡,因此 O(log n) 的時間複雜度是一個穩定的估計。