# 最小堆 在 Scheduler 中,使用最小堆的数据结构在对任务进行排序。 ```js // 两个任务队列 var taskQueue: Array = []; var timerQueue: Array = []; push(timerQueue, newTask); // 像数组中推入一个任务 pop(timerQueue); // 从数组中弹出一个任务 timer = peek(timerQueue); // 从数组中获取第一个任务 ``` ## 二叉堆基本知识 ### 二叉树 所谓二叉树,指的是一个父节点只能有1个或者2个子节点,例如下图: image-20221230135103093 总之就是不能多余两个节点。 ### 完全树 所谓完全树,指的是一棵树再进行填写的时候,遵循的是“从左往右,从上往下” 例如下面的这些树,就都是完全树: ![image-20221230135524942](https://xiejie-typora.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/2022-12-30-055525.png) 再例如,下面的这些树,就不是完全树: image-20221230135856627 ### 完全树中的数值 可以分为两大类: - 最大堆:父节点的数值大于或者等于所有的子节点 - 最小堆:刚好相反,父节点的数值小于或者等于所有的子节点 最大堆示例: image-20221230140218584 最小堆示例: image-20221230140339328 - 无论是最大堆还是最小堆,第一个节点一定是这个堆中最大的或者最小的 - 每一层并非是按照一定顺序来排列的,比如下面的例子,6可以在左分支,3可以在右分支 image-20221230140935130 - 每一层的所有元素并非一定比下一层(非自己的子节点)大或者小 ### 堆的实现 堆一般来讲,可以使用数组来实现 image-20221230141555180 通过数组,我们可以非常方便的找到一个节点的所有亲属 - 父节点:Math.floor((当前节点的下标 - 1) / 2) | 子节点 | 父节点 | | ------ | ------ | | 1 | 0 | | 3 | 1 | | 4 | 1 | | 5 | 2 | - 左分支节点:当前节点下标 * 2 + 1 | 父节点 | 左分支节点 | | ------ | ---------- | | 0 | 1 | | 1 | 3 | | 2 | 5 | - 右分支节点:当前节点下标 * 2 + 2 | 父节点 | 右分支节点 | | ------ | ---------- | | 0 | 2 | | 1 | 4 | | 2 | 6 | ## react 中对最小堆的应用 在 react 中,最小堆对应的源码在 *SchedulerMinHeap.js* 文件中,总共有 6 个方法,其中向外暴露了 3 个方法 - push:向最小堆推入一个元素 - pop:弹出一个 - peek:取出第一个 没有暴露的是: - siftUp:向上调整 - siftDown:向下调整 - compare:这是一个辅助方法,就是两个元素做比较的 所谓向上调整,就是指将一个元素和它的父节点做比较,如果比父节点小,那么就应该和父节点做交换,交换完了之后继续和上一层的父节点做比较,依此类推,直到该元素放置到了正确的位置 image-20221230142926067 向下调整,就刚好相反,元素往下走,先和左分支进行比较,如果比左分支小,那就交换。 ### peek 取出堆顶的任务,堆顶一定是最小的 这个方法极其的简单,如下: ```js peek(timerQueue); export function peek(heap) { // 返回这个数组的第一个元素 return heap.length === 0 ? null : heap[0]; } ``` ### push 向最小堆推入一个新任务,因为使用的是数组,所以在推入任务的时候,首先该任务是被推入到数组的最后一项,但是这个时候,涉及到一个调整,我们需要向上调整,把这个任务调整到合适的位置 ```js push(timerQueue, newTask); export function push(heap, node) { const index = heap.length; // 推入到数组的最后一位 heap.push(node); // 向上调整,调整到合适的位置 siftUp(heap, node, index); } ``` ### pop pop 是从任务堆里面弹出第一个任务,也就是意味着该任务已经没有在队列里面了 ```js pop(taskQueue); export function pop(heap) { if (heap.length === 0) { return null; } // 获取数组的第一个任务(一定是最小的) const first = heap[0]; // 拿到数组的最后一个 const last = heap.pop(); if (last !== first) { // 将最后一个任务放到第一个 heap[0] = last; // 接下来向下调整 siftDown(heap, last, 0); } return first; } ``` 具体的调整示意图如下: image-20221230144713347