#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
//凡是大小根堆都是从a[1]开始保存数据的，因为方便
//关键是保持最大堆的性质
//begin
/*保持大根堆非递归版本O(lgn)*/
void max_heapify(int *a,int i,int num);
/*保持大根堆递归版本O(lgn)*/
void max_heapify1(int *a,int i,int num);
/*创建一个大根堆O(n)*/
void build_max_heapify(int *a,int num);
/*大根堆排序O(nlgn)*/
void max_heap_sort(int *a,int num);
//end
//begin
/*保持小根堆非递归版本O(lgn)*/
void min_heapify(int *a,int i,int num);
/*保持小根堆递归版本O(lgn)*/
void min_heapify1(int *a,int i,int num);
/*创建一个小根堆O(n)*/
void build_min_heapify(int *a,int num);
/*小根堆排序O(nlgn)*/
void min_heap_sort(int *a,int num);
//end
//begin
/*最大优先级队列插入*/
void insertmax(int *a,int x,int num);
/*优先级队列返回最大值*/
int maxinum(int *a);
/*弹出第一个元素*/
int extractmax(int *a,int num);
/*把某个元素的值增加到指定值*/
void increaseMaxKey(int *a,int x,int key);
//end
//begin
/*最小优先级队列插入*/
void insertmin(int *a,int x,int num);
/*优先级队列返回最小值*/
int mininum(int *a);
/*弹出第一个元素*/
int extractmin(int *a,int num);
/*把某个元素的值减小到指定值*/
void increaseMinKey(int *a,int x,int key);
//end
/*打印数组*/
void mprint(int *a,int n);
int main(){
freopen("F://学习//算法//codeblock//11//in.txt","r",stdin);
int n,a[100];
scanf("%d",&n);
int i;
for(i=1;i<=n;i++){
scanf("%d",&a[i]);
}
printf("打印原始数组数据：\n");
mprint(a,n);
build_max_heapify(a,n);
printf("打印创建的大根堆数组数据：\n");
mprint(a,n);
max_heap_sort(a,n);
printf("打印大根堆排序后的数组数据：\n");
mprint(a,n);
printf("====================================\n");
printf("打印打印插入一个元素后大根堆的数组数据：\n");
insertmax(a,100,n);
n=n+1;
mprint(a,n);
printf("打印大根堆的最大的数据：\n");
printf("%d\n",maxinum(a));
printf("打印大根堆弹出最大元素后的数组数据：\n");
int x=extractmax(a,n);
printf("%d\n",x);
n=n-1;
mprint(a,n);
printf("打印大根堆第五个元素增大到101后的数组数据：\n");
increaseMaxKey(a,5,101);
mprint(a,n);
printf("====================================\n");
build_min_heapify(a,n);
printf("打印创建的小根堆数组数据：\n");
mprint(a,n);
min_heap_sort(a,n);
printf("打印小根堆排序后的数组数据：\n");
mprint(a,n);
printf("====================================\n");
printf("打印小根堆第4个元素减小到7后的数组数据：\n");
build_min_heapify(a,n);//先使数组变成最小堆
mprint(a,n);//打印数组变成最小堆之后的数据
increaseMinKey(a,4,7);
mprint(a,n);
insertmin(a,2,n);
printf("打印小根堆插入一个元素后的数组数据：\n");
n+=1;
mprint(a,n);
printf("打印小根堆最小的元素数据：\n");
printf("%d\n",mininum(a));
printf("打印弹出小根堆最小的元素后的数组数据：\n");
int min=extractmin(a,n);
printf("%d\n",min);
mprint(a,n);
//freopen("F://学习//算法//codeblock//11//out.txt","w",stdout);
//fclose(stdout);
return 0;
}
/*保持大根堆非递归版本*/
void max_heapify(int *a,int i,int num){
int max=0;
while(i<=num/2){
int l=2*i,r=2*i+1;
if(l<=num&&a[l]>a[i]){
max=l;
}else{
max=i;
}
if(r<=num&&a[r]>a[max]){
max=r;
}
if(i!=max){
int temp=a[i];
a[i]=a[max];
a[max]=temp;
i=max;
}else{
break;
}
}
}
/*保持大根堆递归版本*/
void max_heapify1(int *a,int i,int num){
int l=2*i,r=2*i+1;
int max=0;
if(l<=num&&a[l]>a[i]){
max=l;
}else{
max=i;
}
if(r<=num&&a[r]>a[max]){
max=r;
}
if(i!=max){
int temp=a[i];
a[i]=a[max];
a[max]=temp;
max_heapify1(a,max,num);
}
}
/*创建一个大根堆*/
void build_max_heapify(int *a,int num){
int i;
for(i=num/2;i>=1;i--){
max_heapify(a,i,num);
}
}
/*大根堆排序*/
void max_heap_sort(int *a,int num){
int i;
for(i=num;i>=2;){
int temp=a[i];
a[i]=a[1];
a[1]=temp;
max_heapify(a,1,--i);
}
}
/*保持小根堆非递归版本*/
void min_heapify(int *a,int i,int num){
int min=0;
while(i<=num/2){
int l=2*i,r=2*i+1;
if(l<=num&&a[l]<a[i]){
min=l;
}else{
min=i;
}
if(r<=num&&a[r]<a[min]){
min=r;
}
if(i!=min){
int temp=a[i];
a[i]=a[min];
a[min]=temp;
i=min;
}else{
break;
}
}
}
/*保持小根堆递归版本*/
void min_heapify1(int *a,int i,int num){
int l=2*i,r=2*i+1,min=0;
if(l<=num&&a[l]<a[i]){
min=l;
}else{
min=i;
}
if(r<=num&&a[r]<a[min]){
min=r;
}
if(min!=i){
int temp=a[i];
a[i]=a[min];
a[min]=temp;
min_heapify1(a,min,num);
}
}
/*创建一个小根堆*/
void build_min_heapify(int *a,int num){
int i;
for(i=num/2;i>=1;i--){
min_heapify(a,i,num);
}
}
/*小根堆排序*/
void min_heap_sort(int *a,int num){
int i;
for(i=num;i>=2;){
int temp=a[i];
a[i]=a[1];
a[1]=temp;
min_heapify(a,1,--i);
}
}
/*优先级队列插入*/
void insertmax(int *a,int x,int num){
num+=1;
a[num]=-0x7fffffff;
increaseMaxKey(a,num,x);
}
/*优先级队列返回最大值*/
int maxinum(int *a){
return a[1];
}
/*弹出第一个元素*/
int extractmax(int *a,int num){
int max=a[1];
a[1]=a[num];
num-=1;
max_heapify(a,1,num);
return max;
}
/*把某个元素的值增加到指定值*/
void increaseMaxKey(int *a,int i,int key){
if(key<=a[i]){
printf("error\n");
}
a[i]=key;
while(i/2>=1&&a[i/2]<a[i]){
int t=a[i/2];
a[i/2]=a[i];
a[i]=t;
i=i/2;
}
}
/*最小优先级队列插入*/
void insertmin(int *a,int x,int num){
num+=1;
a[num]=0x7fffffff;
increaseMinKey(a,num,x);
}
/*优先级队列返回最小值*/
int mininum(int *a){
return a[1];
}
/*弹出第一个元素*/
int extractmin(int *a,int num){
int min=a[1];
a[1]=a[num];
num-=1;
min_heapify(a,1,num);
return min;
}
/*把某个元素的值减小到指定值*/
void increaseMinKey(int *a,int x,int key){
if(key>=a[x]){
printf("error\n");
}
a[x]=key;
while(x/2>=1&&a[x/2]>a[x]){
int t=a[x/2];
a[x/2]=a[x];
a[x]=t;
x=x/2;
}
}
/*打印数组*/
void mprint(int *a,int n){
int i;
for(i=1;i<=n;i++){
printf("%d ",a[i]);
}
printf("\n");
}
