最大堆实现对大优先队列

/*
 *利用最大堆实现一个最大优先队列
*/

#include <iostream>
using namespace std;

 

int *queue; //队列
int const maxLength = 5; //队列最大长度
int curLength = 0;  //当前队列长度

 

void MAX_HEAPIFY(int*,int,int);
void MAX_HEAP_BUILD(int*,int length);
void SWAP(int*,int,int);
int GET_MAX(int*,int&);
void INSERT(int*,int,int);
void CHANGE_VALUE(int*,int,int);

void SWAP(int a[],int i,int j)
{
   /*
    *交换数组a中的a[i]和a[j]
    */
   int temp = a[i];
   a[i] = a[j];
   a[j] = temp;
}

 

void MAX_HEAPIFY(int *s,int i,int length)
{
   /*
    *调整以i为根的树，使之为最大堆
    *条件：i节点的左右子树均已经为最大堆
    *length是当前队列长度
    *数组的下标以0为开始
    */
    int left = i*2+1;
    int right = i*2+2;
    int max = i; //记录根节点、左孩子、右孩子中最大值的那个编号
    if(left<length && s[left]>s[max]) max = left;
    if(right<length && s[right]>s[max]) max = right;
    if(max != i)
    {
      SWAP(s,i,max);
      MAX_HEAPIFY(s,max,length);
    }
 }

 

void MAX_HEAP_BUILD(int *s,int length)
{
    /*
     *将一个数组s构造成最大堆
     *用于将一个非最大优先队列数组初始化为一个最大优先队列
     *length是数组长度
    */
    int n = (length-1)/2;
    while(n >= 0)
    {
      MAX_HEAPIFY(s,n,length);
      n--;
    }
}

 

void CHANGE_VALUE(int *s,int i,int key)
{
    /*
     *将队列s中排在第i位的值改为key
    */
    if(s[i]>key)
    {
       //新值没有改变最大优先队列性质
       s[i] = key;
       return;
 }
 else
 {
       s[i] = key;
       int parent = (i-1)/2;
       while(i>0 && s[parent]<s[i])
     {
         //将新值依次跟父节点比较，交换，直到找到合适的插入位置
        SWAP(s,parent,i);
        i = parent;
        parent = (i-1)/2;
     }
 }
}

 

int GET_MAX(int *s,int &length)
{
     if(length>0)
    {
       int max = s[0];
       SWAP(s,0,length-1);
       length--;
       MAX_HEAPIFY(s,0,length);
       return max;
     }
     else
     {
       cout<<"the queue is empty!"<<endl;
       return 0;
     }
 
}

void  INSERT(int *s,int x,int &cur_length,int max_length)
{
 /*
  *将元素x插入到现有最大优先队列s中
  *cur_length是现有队列的长度,max_length是最大长度
 */
 if(cur_length < max_length)
 {
  cur_length++;
  s[cur_length-1] =x;
  CHANGE_VALUE(s,cur_length-1,x);
 }
 else
 {
  int max = GET_MAX(s,cur_length);
  INSERT(s,x,cur_length,max_length);
  cout<<"原队列已满，去取出原队列首元素:"<<max<<endl;
 }
}

int main()
{
 queue = new int[maxLength];
 curLength = 0;
 int n = 5;
 int x;
 while( n > 0 )
 {
  cout<<"insert num:";
  cin>>x;
  INSERT(queue,x,curLength,maxLength); 
  n--;
 }
 n = 5;
 while(n >0)
 {
  cout<<"insert num:";
  cin>>x;
  INSERT(queue,x,curLength,maxLength); 
  n--;
 }
 n = 5;
 while(n>0)
 {
  cout<<"依次输出队列中剩余元素:"<<endl;
  cout<<GET_MAX(queue,curLength)<<endl;
  n--;
 }

}