Fre 中最小堆算法的进化之路：从繁杂到优雅

2023-11-02 02:46:26

Fre 中最小堆算法的优化之路

在计算机科学中，最小堆算法是一种广泛应用于优先级调度和排序的有效数据结构。最小堆是一种特殊的二叉树，其每个节点的值都小于或等于其子节点的值，从而形成了一个从根节点到叶节点逐层递增的堆结构。

Fre 是一个流行的 JavaScript 框架，其内部采用了最小堆算法进行优先级调度。然而，Fre 之前的最小堆实现过于复杂，代码冗余，影响了性能。为了解决这一问题，我着手重写了 Fre 的最小堆算法，旨在提升性能并精简代码。

新算法的实现

新的最小堆算法从根本上简化了代码结构。通过利用 JavaScript 的原生数组，我实现了最小堆的数据存储。数组的索引表示节点在堆中的位置，而节点的值则存储在相应索引处。

算法的核心是 heapify 函数。它将一个无序数组转换为最小堆。该函数采用自底向上的方法，从最后一个非叶节点开始，逐层调整堆的结构，确保每个节点的值都小于或等于其子节点的值。

function heapify(arr) {
  for (let i = Math.floor(arr.length / 2) - 1; i >= 0; i--) {
    _heapify(arr, i);
  }
}

function _heapify(arr, i) {
  let smallest = i;
  const left = 2 * i + 1;
  const right = 2 * i + 2;

  if (left < arr.length && arr[left] < arr[smallest]) {
    smallest = left;
  }

  if (right < arr.length && arr[right] < arr[smallest]) {
    smallest = right;
  }

  if (smallest !== i) {
    [arr[i], arr[smallest]] = [arr[smallest], arr[i]];
    _heapify(arr, smallest);
  }
}