用C语言写的二叉搜索树

更多内容可以参考《算法导论（第二版）》.

 

  1#include<stdio.h>
  2#include<stdlib.h>
  3#include<memory.h>
  4/**//*
  5实现无向图中的最小生成树算法Prime
  6*/
  7#define MAX_NODE 100 /*最大节点数*/
  8#define MAX_EDGE 200 /*最大边数*/
  9#define NO_PARE -1
 10#define NO_EDGE -1
 11#define MAX_INT       0x7fffffff
 12
 13/**//*用有限对实现最小队列*/
 14int min_hepify(int graphNode[],int n,int i);
 15int build_min_heap(int graphNode[],int n);
 16int extra_min_node(int graphNode[]);
 17void MST_PRIM();/**//*最小生成树*/
 18
 19/**//*下面定义一些全局变量*/
 20int graph[MAX_NODE][MAX_NODE];/**//*邻接矩阵*/
 21int nodeNum;/**//*实际的节点数目*/
 22int graphNode[MAX_NODE];/**//*图中的节点数目，用优先队列实现*/
 23int key[MAX_NODE];/**//*每个节点和当前key值，也就是和MST中的点的距离*/
 24int pare[MAX_NODE];/**//*当然是每个点的父节点了*/
 25int source;/**//*定义起始节点*/
 26
 27
 28int test();/**//*测试函数*/
 29int main()
 30{
 31    test();
 32    return 0;
 33}
 34/**//*生成测试函数*/
 35int test()
 36{
 37    int i;
 38    nodeNum = 9;
 39    source = 0;
 40    for(i = 0;i<nodeNum;i++)
 41    {
 42        graphNode[i] = i;
 43    }
 44    memset(graph,NO_EDGE,sizeof(graph));
 45    /**//*图中权重，注意是无向图*/
 46    graph[0][1] = 4;
 47    graph[1][0] = 4;
 48    graph[0][7] = 8;
 49    graph[7][0] = 8;
 50
 51    graph[1][2] = 8;
 52    graph[2][1] = 8;
 53    graph[1][7] = 11;
 54    graph[7][1] = 11;
 55
 56    graph[2][3] = 7;
 57    graph[3][2] = 7;
 58    graph[2][8] = 2;
 59    graph[8][2] = 2;
 60    graph[2][5] = 4;
 61    graph[5][2] = 4;
 62
 63    graph[3][4] = 9;
 64    graph[4][3] = 9;
 65    graph[3][5] = 14;
 66    graph[5][3] = 14;
 67
 68    graph[4][5] = 10;
 69    graph[5][4] = 10;
 70    
 71    graph[5][6] = 2;
 72    graph[6][5] = 2;
 73    
 74    graph[6][7] = 1;
 75    graph[7][6] = 1;
 76    graph[6][8] = 6;
 77    graph[8][6] = 6;
 78    
 79    graph[7][8] = 7;
 80    graph[8][7] = 7;
 81    MST_PRIM();
 82    return 0;
 83}
 84
 85/**//*根据key中的值来维持heap属性*/
 86int min_hepify(int node[],int n,int i)
 87{
 88    int l,r,least = i;
 89    l = 2*i + 1;
 90    r = 2*i + 2;
 91    if(l<n && key[node[l]] < key[node[least]])
 92        least = l;
 93    else
 94        if( r < n && key[node[r]] < key[node[least]])
 95            least = r;
 96    if( least != i)
 97    {
 98        int t = node[least];
 99        node[least] = node[i];
100        node[i] = t;
101        min_hepify(node,n,least);
102    }
103    return 0;
104}
105int build_min_heap(int node[],int n)
106{
107    int i; 
108    for(i = n/2;i>=0;i--)
109        min_hepify(node,n,i);
110    return 0;
111}
112/**//*得到图中key最小的那个节点,并且要维护最小堆的性质*/
113int extra_min_node(int graphNode[])
114{
115    int i = graphNode[0];
116    graphNode[0] = graphNode[nodeNum-1];
117    nodeNum--;
118    min_hepify(graphNode,nodeNum,0);
119    return i;
120}
121/**//*调用这个函数之前假设图已经建立起来了，也就是nodeNum,graph,和graphNode以及source
122  已经完成了初始化
123*/
124void MST_PRIM()
125{
126    int u,i,j;
127    /**//*memset(key,MAX_INT,sizeof(key));*/
128    for(i =0;i<nodeNum;i++)
129        key[i] = MAX_INT;
130    memset(pare,NO_PARE,sizeof(pare));
131    key[source] = 0;
132    build_min_heap(graphNode,nodeNum);/**//*其实这里几乎没有做任何工作可以用代码 exchage(graphNode[0],graphNode[source])来代替该函数的执行*/
133    while(nodeNum>0)
134    {
135        u = extra_min_node(graphNode);
136        /**//*对于u的每一个邻居都要更新它的key值*/
137        for(i = 0;i<nodeNum;i++)
138        {
139            if(graph[u][graphNode[i]]!=NO_EDGE && key[graphNode[i]] > graph[u][graphNode[i]])
140            {
141                pare[graphNode[i]] = u;
142                key[graphNode[i]] = graph[u][graphNode[i]];
143                /**//*下面维持最小堆的性质,从节点i开始遭到破坏*/
144                for(j = i;j>=0;j--)
145                {
146                    min_hepify(graphNode,nodeNum,j);
147                }
148            }
149        }
150    }
151    return;
152}