为什么不使用堆数组的零元素？答案

【问题标题】：Why is element zero of a heap array not used?为什么不使用堆数组的零元素？
【发布时间】：2026-01-14 21:25:01
【问题描述】：

这是我对具有任意值的堆开始的粗略草图

 0   1    2    3    4    5    6    7    8    9   ...
[-] [10] [14] [15] [22] [21] [24] [23] [44] [30] ...

为什么必须将array[0] 中的元素始终设置为null？
或者为什么我们不应该使用它？

【问题讨论】：

标签： java heap

【解决方案1】：

有几种方法可以将二叉堆表示为数组。

有一种使用零元素的方法；还有一种方法可以不使用元素零：

两者都不比另一个更“正确”。前者更适合使用zero-based arrays 的编程语言，而后者更适合使用one-based arrays 的语言。

您似乎遇到了使用第二种方法的实现。由于所讨论的语言 Java 使用从零开始的数组，因此元素零存在但未被使用。

【讨论】：

嗯，第二种方法浪费了非常好的内存而没有任何好处，所以我想说这使它不如第一种。不过你可能是对的
@Voo：如果语言使用基于 1 的数组，则第二种方法不会浪费。在那里，array[1] 是第一个元素，没有 array[0]，没有任何浪费。
@Philip 是的，如果我们谈论的是这样一种语言，是的。但上次我检查 java 使用了数组索引的明智方法；）更严重：我的评论是关于答案的早期版本 - 我同意的更新版本现在不太好（你可以查找旧的单击“已编辑”旁边的日期即可获得答案的版本）
我想指出的是，使用从一开始的索引，操作PARENT=[n/2]和LEFTCHILD=2n可以通过位移有效地实现。
@Max 你也可以通过在移位之前减去 1 来将位移到基于 0 的索引，像这样(n - 1) >> 1

【解决方案2】：

这真的归结为数学家和软件工程师之间的文化差异。

您可能已经在某些文本中遇到过对堆数据结构/算法的描述，该描述是由更喜欢“数学”约定而不是“软件工程”约定的人编写的。然后，您已经用 Java 编写了算法，该算法（与大多数现代 PL 一样）使用从零开始的数组。

如果您觉得这令人不安，只需修改您的代码以从索引值中减去 1。

请注意，软件工程领域也有例外：

（我提到的所有合理原因归结为这样一个事实，即如果零是第一个元素的索引，则涉及索引计算的算法通常更简单。This article 解释了它。）

【讨论】：

【解决方案3】：

或者为什么我们不应该使用它？

如果不使用它，那么您的索引将从 1 开始，您可以只使用 教科书 算法。

大多数算法书籍都以1 而不是0 开头描述算法。

您可以使用元素0，但是您必须将索引修改为@aix 答案。

有些人觉得不使用0是浪费空间。
其他人认为不使用0 会导致代码更具可读性。

任君挑选

【讨论】：