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[PHP知识库]堆的插入与删除(向上调整与向下调整)

这里先给出总代码,后面为详细图解

总代码:

heap.h:

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int HPDataType;
typedef struct Heap {//创建堆
	HPDataType* a;
	size_t capacity;
	size_t size;
}HP;
void HeapInit(HP* php);//初始化堆
void HeapDestroy(HP* php);//销毁堆
void HeapPush(HP* php,HPDataType x);//插入
void HeapPop(HP* php);//删除
void HeapPrintf(HP* php);//打印
void adjustup(HPDataType* a, size_t child);//向上调整
void adjustdown(HPDataType* a, size_t size, size_t root);//向下调整
void Swap(HPDataType* pa, HPDataType* pb);//交换
bool HeapEmpty(HP* php);
size_t HeapSize(HP* php);
HPDataType HeapTop(HP* php);

heap.c:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"heap.h"
void HeapInit(HP* php)//初始化堆
{
	assert(php);
	php->a = NULL;
	php->capacity = php->size = 0;
}
void HeapDestroy(HP* php)//销毁堆
{
	assert(php);
	free(php->a);
	php->a = NULL;
	php->size = php->capacity = 0;
}
void adjustdown(HPDataType* a,size_t size,size_t root)//向下调整
{
	size_t parent = root;
	size_t child = parent * 2 + 1;
	while (child < size)
	{
		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;
		}
	}
}
void adjustup(HPDataType* a, size_t child)//向上调整
{
	size_t parent = (child - 1) / 2;
	while (child>0)
	{
		if (a[child] < a[parent])
		{
			Swap(&a[child], &a[parent]);
			child = parent;
			parent = (child - 1) / 2;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}
void Swap(HPDataType* pa, HPDataType* pb)//交换
{
	HPDataType tmp = *pa;
	*pa = *pb;
	*pb = tmp;
}
void HeapPush(HP* php, HPDataType x)//插入
{
	assert(php);
	if (php->capacity == php->size)
	{
		size_t newcapacity = php->capacity == 0 ? 4 : php->capacity * 2;
		HPDataType* tmp = realloc(php->a, sizeof(HPDataType) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		php->a = tmp;
		php->capacity = newcapacity;
	}
	php->a[php->size] = x;
	php->size++;
	adjustup(php->a, php->size - 1);
}
void HeapPrintf(HP* php)//打印
{
	assert(php);
	for (int i = 0; i < php->size; i++)
	{
		printf("%d", php->a[i]);
	}
	printf("\n");
}
void HeapPop(HP* php)//删除
{
	assert(php);
	Swap(&php->a[0], &php->a[php->size - 1]);
	php->size--;
	adjustdown(php->a, php->size, 0);
}
bool HeapEmpty(HP* php)
{
	assert(php);
	return php->size == 0;
}
size_t HeapSize(HP* php)
{
	assert(php);
	return php->size;
}
HPDataType HeapTop(HP* php)
{
	assert(php);
	assert(php->size > 0);
	return php->a[0];
}

test.c:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"heap.h"
void test()
{
	HP hp;
	HeapInit(&hp);
	HeapPush(&hp, 1);
	HeapPush(&hp, 5);
	HeapPush(&hp, 3);
	HeapPush(&hp, 7);
	HeapPush(&hp, 9);
	HeapPush(&hp, 4);
	HeapPush(&hp, 6);
	HeapPush(&hp, 8);
	HeapPrintf(&hp);
	HeapPop(&hp);
	HeapPrintf(&hp);
	HeapDestroy(&hp);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

图解:

我们模拟一次插入的过程,为了方便展示,我这里使用二叉树的形式,注意parent和child的变化

向上调整:

?向下调整:

?

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加:2022-05-08 07:50:38  更:2022-05-08 07:50:45 
 
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