【数据结构】二叉树-堆（函数实现）

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头文件

函数实现

初始化

销毁

插入

向上调整

交换两个元素

向下调整

删除（默认删堆顶元素）

找堆顶元素

堆的大小

是否为空

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???前言

????💬 hello! 各位铁子们大家好哇。

? ? ? ? ? ? ?今日更新了堆的基本函数实现
????🎉 欢迎大家关注🔍点赞👍收藏??留言📝

头文件

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>

typedef int HPDataType;

typedef struct Heap
{
	HPDataType* a;
	int size;
	int capacity;
}HP;

//初始化
void HeapInit(HP* php);
//销毁
void HeapDestroy(HP* php);
//堆插入
void HeapPush(HP* php, HPDataType x);
//规定删除堆顶（根节点）
void HeapPop(HP* php);
//找堆顶元素
HPDataType HeapTop(HP* php);
//堆的元素个数
size_t HeapSize(HP* php);
//是否是空
bool HeapEmpty(HP* php);
//向上调整
void AdjustUp(HPDataType* a, int child);
//向下调整
void AdjustDown(HPDataType* a, int size, int parent);

函数实现

初始化

void HeapInit(HP* php)
{
	assert(php);
	php->a = NULL;
	php->capacity = 0;
	php->size = 0;
}

销毁

void HeapDestroy(HP* php)
{
	assert(php);

	free(php->a);
	php->a = NULL;
	php->capacity = php->size = 0;
}

插入

//O(log N)
void HeapPush(HP* php, HPDataType x)
{
	assert(php);
	if (php->size == php->capacity)
	{
		int newCapacity = php->capacity == 0 ? 4 : php->capacity * 2;
		HPDataType* tmp = (HPDataType*)realloc(php->a, newCapacity * sizeof(HPDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		php->a = tmp;
		php->capacity = newCapacity; 
	}

	php->a[php->size] = x;
	php->size++;

	AdjustUp(php->a, php->size - 1);
}

向上调整

//小堆
void AdjustUp(HPDataType* a, int child)
{
	int parent = (child - 1) / 2;
	while (child>0)
	{
		if (a[child] < a[parent])
		{
			Swap(&a[child], &a[parent]);
			child = parent;
			parent = (parent - 1) / 2;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}

交换两个元素

void Swap(HPDataType* p1, HPDataType* p2)
{
	HPDataType tmp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = tmp;
}

向下调整

//小堆
void AdjustDown(HPDataType* a, int size, int parent)
{
	int child = parent * 2 + 1;	
	while (child<size)
	{
		//假设左孩子小，如果假设错了，就更新一下
		if (child+1<size&&a[child + 1] < a[child])
		{
			child++;
		}
		if (a[child] < a[parent])
		{
			Swap(&a[child], &a[parent]);
			parent = child;
			child = parent * 2 + 1;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}

删除（默认删堆顶元素）

void HeapPop(HP* php)
{
	assert(php);
	assert(php->size>0);

	Swap(&php->a[0], &php->a[php->size - 1]);
	php->size--;

	AdjustDown(php->a,php->size,0);
}

找堆顶元素

HPDataType HeapTop(HP* php)
{
	assert(php);
	assert(php->size>0);

	return php->a[0];
}

堆的大小

size_t HeapSize(HP* php)
{
	assert(php);

	return php->size;
}

是否为空

 bool HeapEmpty(HP* php)
{
	assert(php);
	return php->size == 0;
}

注意：上面所建的堆是小堆，若需要建大堆，只需修改向上和向下调整的函数。