堆的基本操作

堆的資料結構

對於堆, 有最大堆和最小堆, 在定義乙個堆的時候用乙個陣列表示堆, 同時為了方便定義堆的大小, 用乙個 size 表示堆的有效元素, 同時為了區別最大堆和最小堆, 我們用乙個函式指標表示這個堆是最大堆還是最小堆.

typedef
int (*compare)(heaptype parent, heaptype child); 
typedef
struct heap  heap;

堆的初始化

int greater(heaptype parent, heaptype child)
int less(heaptype parent, heaptype child)
void heapinit(heap* heap, compare cmp)
heap -> size = 0;
heap -> cmp = cmp;
}

堆的插入

先將要插入得到元素插入到堆對應的陣列的最後乙個位置, 然後判斷插入結點的值和它的父節點是否符合堆的特徵(最大堆:根節點大於它的左孩子和有孩子, 最小堆根節點小於它的左孩子和有孩子), 此時如果插入結點和它的父節點符合堆的特性就直接退出, 如果根節點和父節點不符合堆的特性, 此時就需要將插入結點和它的根節點進行交換, 直到符合堆的特性為止

void heapinsert(heap* heap, heaptype value)
if(heap -> size >= heapmaxsize)
//先將 value 插入到末尾
heap -> data[heap -> size++] = value;
//判斷父節點和 value 是否符合規定
int child = heap -> size - 1;
int parent = (child - 1) / 2;
while(child > 0)
//如果符合, 就退出
else
}}

取堆頂元素

直接返回堆對用的陣列的第乙個元素

int heaproot(heap* heap, heaptype* value)
*value = heap -> data[0];
return
1;}

刪除堆

先將堆的最後乙個元素和堆的第乙個結點進行交換, 將堆的大小減1, 此時由於交換了兩個元素, 因此可能會破壞堆的結構.先判斷父節點是否有右孩子, 如果有右孩子, 就將左右孩子中比較滿足多結構的乙個標記下來, 接著判斷父節點和左右孩子較滿足堆結構的的結點是否需要交換, 如果需要交換就將兩個交換, 否則就直接退出

void heaperase(heap* heap)
if(heap -> size == 0)
//將對頂元素和最後乙個元素進行交換
swap(&heap -> data[0], &heap -> data[heap -> size - 1]);
--heap -> size;
int parent = 0;
int child = 2 * parent + 1;
while(parent >= 0 && parent < heap -> size && child >= 0 && child < heap -> size)
//判斷是否需要下沉
if(heap -> cmp(heap -> data[parent], heap -> data[child]) == 0)
else
if(heap -> cmp(heap -> data[parent], heap -> data[child]) == 1)
}else
}}

堆的判空

判斷堆所對應的的陣列元素的個數是否為空, 如果為空就返回1, 否則就返回0

int heapempty(heap* heap)
if(heap -> size == 0)
return
0;}

判斷堆的元素的個數

int heapsize(heap* heap)
return heap -> size;
}

堆的銷毀

void heapdestroy(heap* heap)
heap -> size = 0;
heap -> cmp = null;
}

堆排序

給定乙個陣列, 將這個陣列按照對應的規則進行排序. 即先定義乙個堆, 再將陣列中的所有元素插入到堆中, 將堆中的元素刪除, 最後恢復對的有效元素, 將堆中的內容全部拷貝到陣列中

void heapsort(heaptype array, int size, compare cmp)
heap heap;
heapinit(&heap, cmp);
//先將陣列中的元素插入到堆中
int i = 0;
for(; i < size; i++)
//刪除對中的所有元素
for(i = 0; i < size; i++)
heap.size = size;
for(i = 0; i < size; i++)
}

堆的基本操作

堆的基本操作

堆的基本操作

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