「Java堆的结构」java 堆结构
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Java堆的结构是什么样子的？什么是堆中的永久代
Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程所共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存储对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机规范中描述是：The heap is the runntime data area from which memory for all class instances and arrays is allocated。也就是说是在Java堆上进行分配实例对象和数组的。
有一种说法是 使用 永久代 来实现方法区。具体可以参考 “深入理解Java虚拟机”中对于堆的介绍
数据结构-堆
堆其实就是一棵完全二叉树，即若设二叉树的深度为h，除第 h 层外，其它各层 (1～h-1) 的结点数都达到最大个数，第 h 层所有的结点都连续集中在最左边。
定义为：具有n个元素的序列（h1,h2,...hn），当且仅当满足（hi=h2i,hi=h2i+1）或（hi=h2i,hi=2i+1） (i=1,2,...,n/2)时称之为堆。完全二叉树的根结点称为堆的顶。
可以注意到，堆仅保证元素和其子结点之间的关系，并不保证兄弟结点之间的关系。
常见的堆包括最大堆和最小堆。
最大堆，顾名思义，堆顶的键值是所有堆结点键值中最大者。套用前面讲到过的规则， 当且仅当满足（hi=h2i,hi=h2i+1）或（hi=h2i,hi=2i+1） (i=1,2,...,n/2) ，所有父结点的键值均大于子结点。
由最大堆的定义，可以很容易的理解最小堆，即所有父结点的键值均小于子结点。
堆的内存形式有两种，一种是链表，一种是数组。
对于一个堆，常用的操作有两种，插入一个新的结点和删除堆顶。
向堆插入一个结点，首先要保证堆依然是一个完全二叉树，即必须保证一行（也就是一层）构建完成才能继续添加下一层的结点。这就意味着完全二叉树新增加结点的位置是唯一固定的。对应数组来说，就是在数组的末尾增加一个元素。
进一步，对这个完全二叉树进行调整，即移动父结点和子结点的相互位置关系，使其满足条件而重新成为堆。这种调整可以简单的看成是一些列的上浮（shift-up）操作。可以看看下面这个简单的图。
可以看到，所谓的shift-up，就是将新插入的结点不停的和其父结点进行比较，如果子结点的键值大于（最大堆）/小于（最小堆）其父结点，那么就对二者进行交换，因为这里是数组，所以仅需要交换结点之间的键值，直到子结点的键值不大于（最大堆）/不小于（最小堆）其父结点。
和插入新的结点类似，删除堆顶，还是首先要保证堆依然是一个完全二叉树，即必须保证一行（也就是一层）全部删除之后才能继续删除上一层的结点。这就意味着完全二叉树删除的结点的位置是唯一固定的。对应数组来说，就是删除数组末尾的元素。
删除堆顶的操作可以分为3步：
步骤1和2非常简单，执行完成之后，新的完全二叉树如图所示：
步骤3是问题的重点和难点，可以简单的看成是一些列的下沉（shift-down）操作。
对于某个结点（parent），所谓的shift-down，包括以下子步骤（这里以最大堆为例）：
以上面的堆为例：
构建堆有两种方式，一种是从无到有，也就是一个不断插入结点的过程；而另一种就是在原有完全二叉树的基础上，按照某种规则对结点进行调整。
从原理上说，从无到有的构建堆比较简单，对于每一个新增结点，对其进行插入操作，结果必然是一个堆。
在原有的完全二叉树上进行调整，稍微复杂一些，可以从最后一个非叶结点开始，对每个非叶结点进行shift-down操作。
该操作的难点在于如何找到“非叶结点”和“最后一个非叶结点”。考虑非叶结点的定义，一个结点如果 有至少一个子结点 ，那么就称其为 非叶结点 。因此，我们只要遍历所有的结点（根结点除外）的父结点，就可以遍历所有的 非叶结点 。知道了如何找到“非叶结点”，找出“最后一个非叶结点”的方法显而易见，最后一个叶结点（数组的末尾）的父结点就是“最后一个非叶结点”。
通过之前的章节，不难看出，堆操作的核心是两个步骤：shift-down和shift-up，更进一步，这两个操作都是递归的。
不仅在面试中，堆在日常工作中也经常被使用。堆经常会被作为优先队列来使用，常见于例如任务调度，数组合并等场景。
在java中，优先队列实现了堆的数据结构【1】。我之前的一篇文章 Java 优先队列 （PriorityQueue） 对优先队列进行了简单介绍，可以参考。
【1】
其他参考文章：
【2】 最大堆（创建、删除、插入和堆排序）
【3】 数据结构：堆（Heap）
【4】 关于堆结构的详解
【5】 构建堆的时间复杂度
【6】 最大堆的插入/删除/调整/排序操作(图解+程序)（JAVA）
什么是堆，什么是栈，什么是堆栈
堆和栈是两个很广泛的概念，在多个领域有使用。
1.内存中的堆和栈:
变量都存放在内存中，内存给变量开辟了两块区域,分别为栈区域和堆区域
基本数据类型都存放在栈区域
引用数据类型都存放在堆区域
栈的特点,开口向上,速度快,容量小
堆的特点,速度稍慢,容量比较大
2.数据结构中的堆和栈：
堆：顺序随意
栈：后进先出(Last-In/First-Out)
3.java的集合框架中还有一种叫做 Stack（堆栈）的集合，是一种先进后出的数据结构
3种栈都有共同的特点：先进后出
堆内存与数据结构堆没关系
有一个相关的名称叫堆栈，其实指的是栈。
end
关于Java堆的结构和java 堆结构的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。