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利用最大堆实现最大优先级队列
最大优先级支持的操作:
1.insert(S,x) //将元素x插入集合S中
2.maximum(S) //返回S中最大关键字的元素
3.extract(S) //去掉并返回S中最大关键字的元素
4.increase_key(S,x,k) //将元素x的关键字的值增加到k,且这里的k不能小于x
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伪代码
HEAP_MAXIMUM(A):
return A[0]
HEAP_EXTRACT_MAX(A):
if heapsize[A]<1
then error "heap underflow"
max<——A[0]
A[0] <——> A[heapsize[A]-1]
heapsize[A]<—— heapsize[A]-1
MAX_HEAPIFY(A,0)
return max
HEAP_INCREASE_KEY(A,i,key)
if key<A[i]
then error "key is less than A[i]"
A[i]<——key
while i>0 and A[PARENT(i)]<A[i]
do exchange A[PARENT(i)] <——> A[i]
i<—— PARENT(i)
//首先将新增元素设置为-∞,再通过调用HEAP_INCREASE_KEY将-∞增加到key
MAX_HEAP_INSERT(A,key)
heapsize[A] <—— heapsize[A]+1
A[heapsize[A]-1] <—— -∞
HEAP_INCREASE_KEY(A,heapsize[A]-1,key)
*******************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define PARENT(i) (i)/2
#define LEFT(i) 2*(i)+1
#define RIGHT(i) 2*((i)+1)
#define MAX_SIZE 1024
#define MAX_INT ~(1<<31)
#define MIN_INT -MAX_INT-1
typedef struct{
int *data;
int size;
}PriorityQ;
void max_heapify(PriorityQ *queue,int index,int len)
{
int l=LEFT(index);
int r=RIGHT(index);
int largest;
if(l<len && queue->data[l]>queue->data[index])
largest=l;
else
largest=index;
if(r<len && queue->data[r]>queue->data[largest])
largest=r;
if(largest != index){//将最大元素提升,并递归
int tmp=queue->data[largest];
queue->data[largest]=queue->data[index];
queue->data[index]=tmp;
max_heapify(queue,largest,len);
}
}
//如果队列为空,则返回MAX_INT
int maximum(PriorityQ *queue)
{
if(queue->size>0)
return queue->data[0];
else
return MAX_INT;
}
int extract_max(PriorityQ *queue)
{
if(queue->size<=0)
return MAX_INT;
int max=queue->data[0];
queue->data[0]=queue->data[queue->size-1];
queue->size--;
max_heapify(queue,0,queue->size);
return max;
}
void increase_key(PriorityQ *queue,int index,int key)
{
if(queue->size <= index || queue->data[index]>key)
return;
queue->data[index]=key;
int tmp;
while(index>0 && queue->data[PARENT(index)]<queue->data[index]){
tmp=queue->data[PARENT(index)];
queue->data[PARENT(index)]=queue->data[index];
queue->data[index]=tmp;
index=PARENT(index);
}
}
void insert(PriorityQ *queue,int key)
{
if(queue->size>=MAX_SIZE)
return;
queue->size++;
//如果size为1,说明queue只有一个元素,无需调整
if(queue->size==1){
queue->data[0]=key;
return;
}
queue->data[queue->size-1]=MIN_INT;
increase_key(queue,queue->size-1,key);
}
//test
int main()
{
int arr[10]={1,4,18,2,5,8,7,6,9,12};
PriorityQ myQueue;
//开辟优先级队列数据域空间,并将当前队列中元素个数设置为0
myQueue.data=(int*)malloc(1024*sizeof(int));
myQueue.size=0;
int i;
for(i=0;i<10;++i)
insert(&myQueue,arr[i]);
for(i=0;i<10;++i)
printf("%d ",myQueue.data[i]);
printf("\n");
printf("%d \n",extract_max(&myQueue));
for(i=0;i<myQueue.size;++i)
printf("%d ",myQueue.data[i]);
free(myQueue.data);
}
(五)使用最大堆实现优先级队列
最新推荐文章于 2022-04-04 00:05:39 发布