优先队列在信息学竞赛中十分常见,在统计问题、最值问题、模拟问题和贪心问题等等类型的题目中,优先队列都有着广泛的应用。二叉堆是一种常用的优先队列,它编程简单,效率高,但如果问题需要对两个优先队列进行合并,二叉堆的效率就无法令人满意了。本文介绍的左偏树,可以很好地解决这类问题。
左偏树的定义和性质
在介绍左偏树之前,我们先来明确一下优先队列和可并堆的概念。
优先队列,可并堆
优先队列(Priority Queue)是一种抽象数据类型(ADT),它是一种容器,里面有一些元素,这些元素也称为队列中的节点(node)。优先队列的节点至少要包含一种性质:有序性,也就是说任意两个节点可以比较大小。为了具体起见我们假设这些节点中都包含一个键值(key),节点的大小通过比较它们的键值而定。优先队列有三个基本的操作:插入节点(Insert),取得最小节点(Minimum) 和删除最小节点(Delete-Min)。
可并堆(Mergeable Heap)也是一种抽象数据类型,它除了支持优先队列的三个基本操作(Insert, Minimum,Delete-Min),还支持一个额外的操作--合并操作: