堆:运行时内存还是数据结构?有什么联系?
独特的概念,共享名称:运行时堆和数据结构
在计算机科学领域,术语“堆”指的是两个不同的概念:运行时堆和特定的数据结构。这种奇怪的命名重叠导致了一些混乱,引发了一个问题:这两个实体之间是否存在任何潜在的联系?
运行时内存分配的堆术语的起源
根据 Donald Knuth 在其开创性著作《计算机编程的艺术》中的说法,“堆”一词出现于 20 世纪 70 年代中期,用于描述 C 等语言中用于动态内存分配的内存池。该内存区域不是可直接寻址,并随着程序请求和释放内存而增长和缩小。 “堆”这个名字可能是受到其经常杂乱无序的性质的启发,类似于一堆杂乱的对象。
堆数据结构
相比之下,堆数据结构是一种完全二叉树,用于高效的优先级队列操作。堆中的元素以维护堆属性的特定方式存储:每个节点都大于或等于(对于最小堆)或小于或等于(对于最大堆)其子节点。这种组织允许根据优先级快速插入和提取元素。
共享词源,不同的概念
虽然堆的两个概念在功能和功能上截然不同用法,它们的词源上可能存在联系。术语“堆”最初指的是英语中的一堆对象,与运行时堆的无组织性质相一致。这个词后来在某些语言中演变为表示土堆或岩石,可能启发堆数据结构的层次结构。
结论
尽管他们有共同的名字,运行时堆和堆数据结构是根本不同的概念,在计算机编程中具有不同的作用。前者提供动态内存分配,而后者则有利于高效的优先级队列操作。这两个概念的“堆”一词的起源仍然是一个猜测,但与它们各自特征的联系是不可否认的。
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