4.1b 堆的构建

4.1b 堆的构建_哔哩哔哩_bilibili

 

// 大根堆的实现
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define MAXN 1000

// 大根堆定义
typedef struct{
    int elem[MAXN]; //元素数组
    int len;        //堆的大小
}HeapNode,*Heap;

// 向下调整：p位置元素下沉
void SiftDown(Heap H, int p, int n){
    int e=H->elem[p]; //保存p元素
    for(int i=2*p; i <= n; i *= 2){
        if(i<n && H->elem[i] < H->elem[i+1]) i++;
        if(e >= H->elem[i]) break;
        H->elem[p] = H->elem[i];
        p = i; //p位置下沉
    }
    H->elem[p] = e; //p元素达到合适位置
}

// 建堆：用数组a建大根堆
void CreateHeap(Heap H, int a[], int n){
    H->len=n;
    for(int i=1; i <= n; i++){
        H->elem[i]=a[i-1];
    }
    // 从最后一个分支结点向前调整
    for(int i=n/2; i > 0; i--){
        SiftDown(H, i, n);
    }
}

// 堆插入：堆尾插入元素，向上调整
void HeapInsert(Heap H, int e){
    int i = ++H->len;
    for( ; i>1; i /= 2){
        if(H->elem[i/2] >= e) break;
        H->elem[i] = H->elem[i/2];
    }
    H->elem[i] = e; //插入元素到达合适位置
}

// 堆删除：用堆尾替换堆顶，向下调整，返回堆顶元素
int HeapDelete(Heap H){
    if(H->len <= 0) return -1;
    int e = H->elem[1];
    H->elem[1]=H->elem[H->len];
    SiftDown(H, 1, --H->len);
    return e;
}

// 堆排序：《排序》章会讲
void HeapSort(Heap H){
    int temp;
    for(int i=H->len; i > 1; i--){
        temp=H->elem[1];
        H->elem[1]=H->elem[i];
        H->elem[i]=temp;
        SiftDown(H,1,i-1);
    }
}

// 打印堆数组
void PrintHeap(Heap H){
    for(int i=1; i <= H->len; i++){
        printf("%d ", H->elem[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main(){
    int a[]={1,5,2,5,6,9,7};
    int n=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
    
    Heap H=(HeapNode*)malloc(sizeof(HeapNode));
    CreateHeap(H, a, n);
    printf("建堆结果：");
    PrintHeap(H);
    
    HeapInsert(H, 8);
    printf("插入8后：");
    PrintHeap(H);
    
    int e=HeapDelete(H);
    printf("删除堆顶元素：%d，剩余堆：",e);
    PrintHeap(H);

    HeapSort(H);
    printf("堆排序后：");
    PrintHeap(H);
    free(H);
    return 0;
}