C++数据结构之堆详解

int Heap[1024];    //顺序结构的二叉树

Heap[i*2+1];      //左儿子
Heap[i*2+2];      //右儿子

Heap[i/2];		//i的父节点

//默认容量
#define DEFAULT_CAPCITY 128

typedef struct _Heap
{
	int *arr;		//储存元素的动态数组
	int size;		//元素个数
	int capacity;	//当前存储的容量	
}Heap;

//向下调整，将当前结点与其子结点调整为最大堆
//用static修饰禁止外部调用
static void AdjustDown(Heap& heap, int index)
{
	int cur = heap.arr[index];	//当前待调整结点
	int parent, child;

	
	for (parent = index; (parent * 2 + 1) < heap.size; parent = child)
	{
		child = parent * 2 + 1;	//左子结点

		//取两个子结点中最大节点,(child+1)<heap.size防止越界
		if (((child + 1) < heap.size && (heap.arr[child] < heap.arr[child + 1])))
			child++;

		//判断最大子结点是否大于当前父结点
		if (cur >= heap.arr[child])	//将此处的>=改成<=可构建最小堆
		{
			//不大于，不需要调整
			break;
		}
		else
		{
			//大于，则交换
			heap.arr[parent] = heap.arr[child];
			heap.arr[child] = cur;
		}

	}
}

//建立堆，用static修饰禁止外部调用
static void BuildHeap(Heap& heap)
{
	int i;
	//从倒数第二层开始调整（若只有一层则从该层开始）
	for (i = heap.size / 2 - 1; i >= 0; i--)
	{
		AdjustDown(heap, i);
	}
}

//初始化堆
//参数：被初始化的堆，存放初始数据的数组， 数组大小
bool InitHeap(Heap &heap, int *orginal, int size)
{
	//若容量大于size，则使用默认量，否则为size
	int capacity = DEFAULT_CAPCITY>size?DEFAULT_CAPCITY:size;
	
	heap.arr = new int[capacity];	//分配内存，类型根据实际需要可修改
	if(!heap.arr) return false;		//内存分配失败则返回False
	
	heap.capacity = capacity;		//容量
	heap.size = 0;					//元素个数置为0
	
	//若存在原始数组则构建堆
	if(size>0)
	{
		
		memcpy(heap.arr,orginal, size*sizeof(int));
		heap.size = size;	//调整大小
		BuildHeap(heap);	//建堆
	}
	
	return true;
}

//以树状的形式打印堆
void PrintHeapAsTreeStyle(Heap hp)
{
	queue<int> que;
	int r = 0;
	que.push(r);
	queue<int> temp;

	while (!que.empty())
	{
		r = que.front();
		que.pop();

		if (r * 2 + 1 < hp.size) temp.push(r * 2 + 1);
		if (r * 2 + 2 < hp.size) temp.push(r * 2 + 2);

		if (que.empty())
		{
			cout << hp.arr[r] << endl;
			que = temp;
			temp = queue<int>();
		}
		else
			cout << hp.arr[r] << " ";

	}
}

int main()
{
	Heap hp;
	int vals[] = { 1,2,3,87,93,82,92,86,95 };

	if (!InitHeap(hp, vals, sizeof(vals) / sizeof(vals[0])))
	{
		fprintf(stderr, "初始化堆失败！\n");
		exit(-1);
	}

	PrintHeapAsTreeStyle(hp);

	return 0;
}

95
93 92
87 1 82 3
86 2

#include <iOStream>
#include <queue>

using namespace std;

//默认容量
#define DEFAULT_CAPCITY 128
typedef struct _Heap {
	int* arr;
	int size;
	int capacity;
}Heap;

//向下调整，将当前结点与其子结点调整为最大堆
static void AdjustDown(Heap& heap, int index)
{
	int cur = heap.arr[index];	//当前待调整结点
	int parent, child;

	
	for (parent = index; (parent * 2 + 1) < heap.size; parent = child)
	{
		child = parent * 2 + 1;	//左子结点

		//取两个子结点中最大节点,(child+1)<heap.size防止越界
		if (((child + 1) < heap.size && (heap.arr[child] < heap.arr[child + 1])))
			child++;

		//判断最大子结点是否大于当前父结点
		if (cur >= heap.arr[child])	//将此处的>=改成<=可构建最小堆
		{
			//不大于，不需要调整
			break;
		}
		else
		{
			//大于，则交换
			heap.arr[parent] = heap.arr[child];
			heap.arr[child] = cur;
		}

	}


}

//建立堆，用static修饰禁止外部调用
static void BuildHeap(Heap& heap)
{
	int i;
	//从倒数第二层开始调整（若只有一层则从该层开始）
	for (i = heap.size / 2 - 1; i >= 0; i--)
	{
		AdjustDown(heap, i);
	}
}

//初始化堆
//参数：被初始化的堆，存放初始数据的数组， 数组大小
bool InitHeap(Heap& heap, int* orginal, int size)
{
	//若容量大于size，则使用默认量，否则为size
	int capacity = DEFAULT_CAPCITY > size ? DEFAULT_CAPCITY : size;

	heap.arr = new int[capacity];	//分配内存，类型根据实际需要可修改
	if (!heap.arr) return false;		//内存分配失败则返回False

	heap.capacity = capacity;		//容量
	heap.size = 0;					//元素个数置为0

	//若存在原始数组则构建堆
	if (size > 0)
	{
		
		memcpy(heap.arr, orginal, size * sizeof(int));
		heap.size = size;	//调整大小
		BuildHeap(heap);	//建堆
	}

	return true;
}

//以树状的形式打印堆
void PrintHeapAsTreeStyle(Heap hp)
{
	queue<int> que;
	int r = 0;
	que.push(r);
	queue<int> temp;

	while (!que.empty())
	{
		r = que.front();
		que.pop();

		if (r * 2 + 1 < hp.size) temp.push(r * 2 + 1);
		if (r * 2 + 2 < hp.size) temp.push(r * 2 + 2);

		if (que.empty())
		{
			cout << hp.arr[r] << endl;
			que = temp;
			temp = queue<int>();
		}
		else
			cout << hp.arr[r] << " ";

	}

}

int main()
{
	Heap hp;
	int vals[] = { 1,2,3,87,93,82,92,86,95 };

	if (!InitHeap(hp, vals, sizeof(vals) / sizeof(vals[0])))
	{
		fprintf(stderr, "初始化堆失败！\n");
		exit(-1);
	}

	PrintHeapAsTreeStyle(hp);

	return 0;
}