Каква е основната роля и предназначението на структурата от данни Heap в програмирането?

Heap е структура от данни, която представлява двоично дърво, отговарящо на свойството на купата: стойността във всеки възел е по-голяма (за max-heap) или по-малка (за min-heap) от стойностите на неговите потомци. Основната роля на Heap е ефективното съхранение и бързият достъп до минималния или максималния елемент.

Heap често се използва за реализиране на опашки с приоритет, където трябва бързо да се извлече елементът с най-висок приоритет. Също така се прилага в алгоритми за сортиране (heap sort) и за решаване на задачи, свързани с динамично търсене на екстремуми.

Пример за използване на min-heap в Java с PriorityQueue:

import java.util.PriorityQueue;

PriorityQueue<Integer> minHeap = new PriorityQueue<>();
minHeap.add(5);
minHeap.add(1);
minHeap.add(3);

System.out.println(minHeap.poll()); // Ще изведе 1 — минималният елемент