只用下滤法建堆以及最大(小)堆的实现

本文介绍了使用下滤法进行最大堆构建的过程,并详细解释了如何通过递归地比较和交换父节点与子节点来确保堆的性质。此外,还提供了具体的C语言实现代码。

堆和优先队列讲过用上滤法建堆的过程,然后堆排序的时候又要用到下滤法。其实下滤也可以实现建堆的过程:以最大堆为例,考虑深度最大的一层父结点,如果存在父结点比子结点小,那么父结点下沉,子结点上移,这个过程实现了较大的结点上滤,较小的结点下滤,至此完成了树的最底两层的有序排列。然后考虑倒数第三层和倒数第二层的排序,同样是一个倒数第二层下滤的过程,注意这个过程可能不止下滤一层,只要比子结点小,那么结点就一直下移,直到根结点也完成了下滤操作。最小堆的情况类似。

#define LeftChild(i) 2*i+1

//最大堆下滤过程
void PercDown(int* a, int n, int i)
{
	int tmp, child;
	for(tmp = a[i]; LeftChild(i) < n; i = child)
	{
		child = LeftChild(i);
		if(child != n-1 && a[child] < a[child+1])  //最小堆的时候改为“>"
			++child;
		if(tmp < a[child])                         //最小堆的时候改为“>"
			a[i] = a[child];
		else
			break;
	}
	a[i] = tmp;
}

//建堆过程
	for(int i = n/2 - 1; i >= 0; --i)
		PercDown(a,n,i);



STM32最小系统开发板在硬件设计上提供了运行单片机所需的基本外围电路,例如复位电路、时钟电路、电源管理等[^2]。然而,最小系统开发板的设计初衷是为学习和调试提供一个基础平台,并未针对特定功能(如波)进行扩展。 要实现波功能,首先需要确认STM32芯片本身是否具备实现波的能力。STM32系列单片机通常具备高性能的处理能力,并集成了多种外设,例如ADC(模数转换器)、DAC(数模转换器)以及DMA(直接内存存取)等,这些都可以用于数字信号处理任务,包括波算实现[^2]。因此,从软件层面看,只需编写合适的波算代码,即可利用STM32的计算能力实现波功能。 然而,如果波任务需要特定的硬件支持,例如高速模拟波或特定接口的传感器,那么可能需要额外的硬件扩展。这种情况下,仅依靠最小系统开发板可能无满足需求,需要外接相应的硬件模块。 从硬件角度看,最小系统开发板通常提供了一些扩展接口,允许用户根据需要添加外设[^4]。如果波功能仅依赖于数字信号处理,那么最小系统开发板已经足够;如果需要特定的模拟波器或传感器接口,那么需要额外设计或扩展相关硬件。 ### STM32平台实现波功能的示例代码 以下是一个简单的数字波器实现示例,展示如何在STM32平台上实现一个简单的移动平均波算: ```c #include "stm32f10x.h" // 根据实际使用的芯片型号选择头文件 #define FILTER_WINDOW_SIZE 10 int16_t filterBuffer[FILTER_WINDOW_SIZE]; uint8_t bufferIndex = 0; int32_t sum = 0; // 初始化波器缓冲区 void Filter_Init(void) { for (int i = 0; i < FILTER_WINDOW_SIZE; i++) { filterBuffer[i] = 0; } bufferIndex = 0; sum = 0; } // 添加新数据到波器 int16_t Update_Filter(int16_t newData) { // 从缓冲区中减去旧值 sum -= filterBuffer[bufferIndex]; // 将新值存入缓冲区 filterBuffer[bufferIndex] = newData; // 将新值加入总和 sum += newData; // 更新缓冲区索引 bufferIndex = (bufferIndex + 1) % FILTER_WINDOW_SIZE; // 计算平均值 return (int16_t)(sum / FILTER_WINDOW_SIZE); } int main(void) { // 初始化波器 Filter_Init(); // 模拟输入数据 int16_t rawData = 0; int16_t filteredData = 0; while (1) { // 假设从ADC读取数据 rawData = ADC_GetConversionValue(ADC1); // 根据具体硬件调整 // 更新波器 filteredData = Update_Filter(rawData); // 处理波后的数据 // ... } } ``` ###
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