基于堆的基本操作的介绍
本文导语: 我们期望的数据结构能支持插入操作,并能方便地从中取出具有最小或最大关键码的记录,这样的数据结构即为优先级队列。在优先级队列的各种实现中,堆是最高效的一种数据结构。 最小堆:任一结点的关键码均小...
我们期望的数据结构能支持插入操作,并能方便地从中取出具有最小或最大关键码的记录,这样的数据结构即为优先级队列。在优先级队列的各种实现中,堆是最高效的一种数据结构。
最小堆:任一结点的关键码均小于或等于它的左右子女的关键码,位于堆顶的结点的关键码是整个元素集合的最小的,所以称它为最小堆。最大堆类似定义。
创建堆:采用从下向上逐步调整形成堆得方法来创建堆。为下面的分支结点调用下调算法siftDown,将以它们为根的子树调整为最小堆。从局部到整体,将最小堆逐步扩大,直到将整个树调整为最小堆。
插入一个元素:最小堆的插入算法调用了另一种堆得调整方法siftUp,实现自下而上的上滑调整。因为每次新结点总是插在已经建成的最小堆后面,这时必须遵守与sift相反的比较路径,从下向上,与父结点的关键码进行比较,对调。
删除一个元素:从最小堆删除具有最小关键码记录的操作时将最小堆的堆顶元素,即其完全二叉树的顺序表示的第0号元素删去,去把这个元素取走后,一般以堆得最后一个结点填补取走的堆顶元素,并将堆的实际元素个数减1.但是用最后一个元素取代堆顶元素将破坏堆,需要调用siftDown算法进行调整堆。
本文代码均以最小堆的实现为例。
#include
#include
usingnamespace std;
constint maxheapsize=100;
staticint currentsize=0;
//从上到下调整堆
void siftDown(int* heap,int currentPos,int m)
{
int i=currentPos;
int j=currentPos*2+1;//i's leftChild
int temp=heap[i];
while(jtemp)
{
heap[i]=heap[j];
i=j;
j=(i-1)/2;
}
elsebreak;
}
heap[i]=temp;
}
//构建堆
int* Heap(int*arr, int size)
{
int i;
currentsize=size;
int* heap =newint[maxheapsize];
assert(heap!=NULL);
for(i=0;i=0)
{
siftDown(heap,currentPos,currentsize-1);
currentPos--;
}
return heap;
}
//增加一个元素
void insert(int* heap,int value)
{
if(currentsize>=maxheapsize)
{
cout