树-堆结构

红太狼 2022-07-12 03:36 145阅读 0赞

think：  
1 今天上午学习了树中的堆结构将一些对结构的基本操作写了写，记录下来，后续继续优化。

#include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #define ElementType int
    #define MAXDATA 20000/* 根据具体情况定义为大于堆中所有可能元素的值*/
    #define MINDATA -1/* 根据具体情况定义为小于堆中所有可能元素的值*/
    typedef struct HNode *Heap;///堆的类型定义
    struct HNode{
        ElementType *Data;//存储元素的数组
        int Size;//堆中当前元素个数
        int Capacity;//堆的最大容量
    };
    typedef Heap MaxHeap;//最大堆
    typedef Heap MinHeap;//最小堆
    MaxHeap CreatHeap(int MaxSize)
    {
       /* 创建容量为MaxSize的空的最大堆*/
        MaxHeap H = (MaxHeap)malloc(sizeof(struct HNode));
        H->Data = (ElementType *)malloc((MaxSize+1)*sizeof(ElementType));
        H->Size = 0;
        H->Capacity = MaxSize;
        //H->Data[0] = MAXDATA;
        return H;
    }
    void MaxInsert(MaxHeap H, ElementType X)
    {
       //将元素X插入最大堆H
        H->Data[0] = MAXDATA;//定义“哨兵”
        int i;
        i = ++H->Size;
        for(;H->Data[i/2] < X; i /= 2)
        {
            H->Data[i] = H->Data[i/2];
        }
        H->Data[i] = X;
    }
    void MinInsert(MinHeap H, ElementType X)
    {
       //将元素X插入最小堆H
        H->Data[0] = MINDATA;//定义“哨兵”
        int i;
        i = ++H->Size;
        for(;H->Data[i/2] > X; i /= 2)
        {
            H->Data[i] = H->Data[i/2];
        }
        H->Data[i] = X;
    }
    ElementType DeleteMax(MaxHeap H)
    {
       /* 从最大堆中取出键值为最大的元素，并删除一个结点*/
        int Parent, Child;
        ElementType MaxItem, X;
        MaxItem = H->Data[1];
        X = H->Data[H->Size--];
        for(Parent = 1; Parent*2 <= H->Size; Parent = Child)
        {
            Child = Parent*2;
            if((Child != H->Size) && H->Data[Child] < H->Data[Child+1])
                Child++;
            if(X >= H->Data[Child])
                break;
            else
                H->Data[Parent] = H->Data[Child];
        }
        H->Data[Parent] = X;
        return MaxItem;
    }
    ElementType DeleteMin(MinHeap H)
    {
       /* 从最小堆中取出一个键值最小的元素，并删除一个结点*/
        int Parent, Child;
        ElementType MinItem, X;
        MinItem = H->Data[1];
        X = H->Data[H->Size--];
        for(Parent = 1; Parent*2 <= H->Size; Parent = Child)
        {
            Child = Parent*2;
            if((Child != H->Size) && H->Data[Child] > H->Data[Child+1])
                Child++;
            if(X <= H->Data[Child])
                break;
            else
                H->Data[Parent] = H->Data[Child];
        }
        H->Data[Parent] = X;
        return MinItem;
    }
    void PercDown1(MaxHeap H, int p)
    {
       /* 下滤， 将H中以H->Data[p]为根的子堆调整为最大堆*/
        int Parent, Child;
        ElementType X;
        X = H->Data[p];//取出根节点存放的值
        for(Parent = p; Parent*2 < H->Size; Parent = Child)
        {
            Child = Parent*2;
            if((Child != H->Size) && H->Data[Child] < H->Data[Child+1])
                Child++;/* Child指向左右结点中的较大者*/
            if(X >= H->Data[Child])//找到了合适的位置
                break;
            else//下滤X
                H->Data[Parent] = H->Data[Child];
        }
        H->Data[Parent] = X;
    }
    void BuildHeap1(MaxHeap H)
    {
       /* 调整H->Data[]中的元素，使得满足最大堆的有序性*/
     /* 这里假设所有H->Size个元素已经存在H->Data[]中*/
        int i;
        /* 从最后一个结点的父结点开始，到根结点1*/
        for(i = H->Size/2; i > 0; i--)
            PercDown1(H, i);
    }
    void PercDown2(MinHeap H, int p)
    {
       /* 下滤， 将H中以H->Data[p]为根的子堆调整为最小堆*/
        int Parent, Child;
        ElementType X;
        X = H->Data[p];//取出根节点存放的值
        for(Parent = p; Parent*2 <= H->Size; Parent = Child)
        {
            Child = Parent*2;
            if((Child != H->Size) && H->Data[Child] > H->Data[Child+1])
                Child++;/* Child指向左右结点中的较小者*/
            if(X <= H->Data[Child])//找到了合适的位置
                break;
            else//下滤X
                H->Data[Parent] = H->Data[Child];
        }
        H->Data[Parent] = X;
    }
    void BuildHeap2(MinHeap H)
    {
       /* 调整H->Data[]中的元素，使得满足最小堆的有序性*/
     /* 这里假设所有H->Size个元素已经存在H->Data[]中*/
        int i;
        /* 从最后一个结点的父结点开始，到根结点1*/
        for(i = H->Size/2; i > 0; i--)
            PercDown2(H, i);
    }