用堆实现优先队列

话不多说,先上代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//定义一个堆得结构体,
struct MyHeap
{
    int* pnData;    //指向数据的指针
    int nSize;     //当前堆中的元素个数
};

//调整数据,维持堆得性质,这个和上次heapify的作用一样
//只是这个时从子道父节点这样的判断而已。
int IncreaseKey(MyHeap* pHeap, int nPos)
{
    //循环和他父节点判断,只要 nPos > 1他就有父节点 
    while (nPos > 1)
    {
        int nMax = pHeap->pnData[nPos];
        int nParent = nPos / 2;

        //如果他比父节点大,交换数据,并使判断进入父节点
        //(因为只有父节点可能会影响堆得性质。他的数据改变了。)
        if (nMax > pHeap->pnData[nParent])
        {
            pHeap->pnData[nPos] = pHeap->pnData[nParent];
            pHeap->pnData[nParent] = nMax;
            nPos = nParent;
        }
        else        //否则堆没有被破坏,退出循环
        {
            break;
        }
    }

    return 1;
}

//插入数据,这里pnHeap为要插入的队,nLen为当前堆得大小。
//nData为要插入的数据,这里注意报保证堆得空间足够。
int Insert(MyHeap* pHeap, int nData)
{
    ++pHeap->nSize;            //添加数据到末尾
    pHeap->pnData[pHeap->nSize] = nData;
    IncreaseKey(pHeap, pHeap->nSize);
    return 1;
}

//弹出堆中对大元素,并使堆得个数减一
int PopMaxHeap(MyHeap* pHeap)
{
    int nMax = pHeap->pnData[1];  //得到最大元素

                                  //不要忘记维持堆得性质,因为最大元素已经弹出了,主要思路就是
                                  //同他最大孩子填充这里。

    int nPos = 1;            //起始位1,因为他弹出,所以是这里开始破坏堆得性质的
    int nChild = nPos * 2;    //他的左孩子的位置,

                              //循环填充,用最大孩子填充父节点
    while (nChild <= pHeap->nSize)
    {
        int nTemp = pHeap->pnData[nChild];
        if (nChild + 1 <= pHeap->nSize &&
            nTemp < pHeap->pnData[nChild + 1])
        {
            ++nChild;
            nTemp = pHeap->pnData[nChild];
        }
        pHeap->pnData[nPos] = nTemp;
        nPos = nChild;
        nChild *= 2;
    }
    //最好一个用最末尾的填充。
    pHeap->pnData[nPos] = pHeap->pnData[pHeap->nSize];
    --pHeap->nSize;            //堆个数量减一
    return nMax;            //返回最大值。
}

//程序入口main
int main()
{
    MyHeap myHeap;            //定义一个堆
    myHeap.pnData = (int*)::malloc(sizeof(int) * 11); //申请数据空间
    myHeap.nSize = 0;            //初始大小为0

    for (int i = 1; i <= 10; ++i)        //给优先队列堆里添加数据
    {
        Insert(&myHeap, i);
    }

    for (int i = 1; i <= 10; ++i)        //测试优先队列是否建立成功
    {
        printf("%d ", myHeap.pnData[i]);
    }
    printf("
");

    while (myHeap.nSize > 0)  //逐一弹出队列的最大值。并验证
    {
        printf("%d ", PopMaxHeap(&myHeap));
    }
    printf("
");

    ::free(myHeap.pnData);        //最后不要忘记释放申请的空间
    system("pause");
    return 0;
}

其实用堆实现队列就是用完全二叉树的应用过程,如果对完全二叉树以及堆排序有比较扎实的基础知识,再加上网上的查找的资料,实现优先队列还是不难的。

原文地址:https://www.cnblogs.com/bryce1010/p/9387474.html