堆(最大堆)的操作,以下函数用A[0]来存放元素的个数:
void swap(int A[], int i, int j); //交换两个元素
1.void sift_up(int A[], int i); //把堆中第i个元素上移
2.void sift_down(int A[], int i); //把堆中的第i个元素下移
3.void heap_insert(int A[], int x); //把元素x插入堆中
4.void heap_delete(int A[], int i); //删去堆中第i个元素
5.int delete_max(int A[]); //删除堆中的最大元素
6.void make_heap(int A[], int n); //使数组A中的元素按堆的结构重新组织
7.void heap_sort(int A[], int n); //将数组A进行堆排序
1.元素上移操作:
沿着A[i]到根的一条线,把元素A[i]向上移动,移动过程中,把它和其父亲结点进行比较,如果大于其父亲结点,就交换两个元素。如此进行,直到找到它所到达的一个合适的位置为止。
void sift_up(int A[], int i){while(i != 1){if(A[i] > A[i/2]) swap(A, i, i/2);else break;i /= 2;} }
2.元素下移操作:
将A[i]向下移动,移动过程中,将关键字于其两个儿子中较大的一个比较,如果小于,就交换,继续进行,否则,便是找到了合适位置,终止。
void sift_down(int A[], int i){while((i*=2) <= A[0]){if(i+1<=A[0] && A[i+1]>A[i]) i++; //要找最大的,最大堆嘛if(A[i/2] < A[i]) swap(A, i/2, i);else break;} }
3.元素插入操作:
把堆的大小增1,把x放到堆的末端,然后进行上移操作。
void heap_insert(int A[], int x){A[0]++;A[A[0]] = x;sift_up(A, A[0]); }
4.元素删除操作:
先用最后一个元素取代A[i],然后根据被删除元素和取代元素的大小,决定是上移还是下移操作。
void heap_delete(int A[], int i){int x = A[i], y = A[A[0]];A[0]--;if(i<=A[0]){A[i] = y;if(x < y) sift_up(A, i);else sift_down(A, i);} }
5.删除最大元素
int delete_max(int A[]){int x = A[1];heap_delete(A, 1);return x; }
6.堆的建立
数组是从0号元素开始存放元素,而堆是从数组的第1号元素开始存放数据。先将数组0号元素放到第n号中。因为叶子具有堆的性质,无须调整,所以可以从最后一个叶片的父亲开始调整,进行下移操作。
void make_heap(int A[], int n){int i;A[n] = A[0];A[0] = n;for(i=n/2; i>=1; i--) sift_down(A, i); }
7.堆排序:
void heap_sort(int A[], int n){int i;make_heap(A, n);for(i=n; i>=1; i--){swap(A, 1, A[0]);A[0]--;sift_down(A, 1);}A[0] = n; }