/
heap.c
87 lines (75 loc) · 1.74 KB
/
heap.c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
#include "heap.h"
///////////
// 实现
///////////
// 从位置 j 开始上浮堆 O(logn)
void Up(int a[], int j) {
while (j > 0) {
// 父节点
int i = (j - 1) / 2;
if (a[i] <= a[j]) break;
Swap(a, i, j);
j = i;
}
}
// 从位置 i 开始下沉大小为 n 的堆 O(logn)
void Down(int a[], int n, int i) {
while (1) {
// 左孩子 j1
int j1 = 2 * i + 1;
if (j1 >= n) break;
// 右孩子 j2 (可能不存在)
int j2 = j1 + 1;
// j 是其中值更小的孩子
int j = j1;
if (j2 < n && a[j2] < a[j1]) j = j2;
if (a[i] <= a[j]) break;
Swap(a, i, j);
i = j;
}
}
// 将大小为 n 的数组 a 堆化 O(n)
void Build(int a[], int n) {
// 从最后一层父节点,不断下沉堆
for (int i = (n - 1) / 2; i >= 0; i--) {
Down(a, n, i);
}
}
// 获取堆顶元素 O(1)
int Top(int a[]) { return a[0]; }
// 向大小为 n 的堆 a 中添加元素 v
// 返回添加后的数组大小
// O(logn)
int Push(int a[], int n, int v) {
a[n] = v;
Up(a, n); // 上浮
return ++n;
}
// 从大小为 n 的堆 a 中移除堆顶元素
// 返回移除的元素
// 如果堆空,返回 -1
// O(logn)
int Pop(int a[], int n) {
if (n <= 0) return -1;
n--;
Swap(a, 0, n);
Down(a, n, 0); // 下沉
return a[n];
}
// 替换堆顶元素为 v
// 返回原堆顶元素
// 如果堆空,返回 -1
// 相对 Pop + Push 更快一些
int Replace(int a[], int n, int v) {
if (n <= 0) return -1;
int top = a[0];
a[0] = v;
Down(a, n, 0);
return top;
}
// Swap 交换数组 a 的位置 i 和 j
void Swap(int a[], int i, int j) {
int tmp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = tmp;
}