堆數據結構是一種數組對象,它可以被視爲一棵完全二叉樹結構。
最大堆:每個父節點的都大於孩子節點。
最小堆:每個父節點的都小於孩子節點。
堆結構的二叉樹存儲是:
代碼實現如下:
#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
#include <assert.h>
using namespace std;
//仿函數
template <typename T>
struct Greater
{
bool operator() (const T & l, const T & r)
{
return l > r;
}
};
template <typename T>
struct Less
{
bool operator() (const T & l, const T & r)
{
return l < r;
}
};
//模板參數
template <typename T,typename comer=Greater<T> >
class Heap
{
public:
//無參構造函數
Heap()
:_a(NULL)
{}
//有參構造函數
Heap(T * a, size_t size)
{
assert(a);
//先把數據保存在vector中
for (size_t i = 0; i < size; i++)
{
_a.push_back(a[i]);
}
//建堆
for (int j = ((_a.size() - 2) / 2); j >= 0; j--)
{
//向下調整算法
_AdjustDown(j);
}
}
void Push(const T x)//插入元素
{
_a.push_back(x);
_AdjustUp(_a.size() - 1);
}
void Pop()//刪除元素
{
assert(_a.size() > 0);
swap(_a[0], _a[_a.size() - 1]);
_a.pop_back();
_AdjustDown(0);
}
size_t Size()
{
return _a.size();
}
bool Empty()
{
return _a.empty();
}
void print()
{
for (int i = 0; i < _a.size(); i++)
{
cout << _a[i] << " ";
}
cout << endl;
}
protected:
//向下調整算法
void _AdjustDown(size_t parent)
{
size_t child = parent * 2 + 1;
comer com;
while (child < _a.size())
{
//找出左右孩子中比較大的
if (child + 1 < _a.size() && com(_a[child + 1] , _a[child]))
{
child++;
}
//比較父親和孩子的大小
if (com (_a[child],_a[parent]))
{
swap(_a[child], _a[parent]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
//向上調整算法
void _AdjustUp(size_t child)
{
assert(child < _a.size());
int parent = (child - 1) / 2;
comer com;
while (child > 0)
{
//只需看父節點<根節點
if (com(_a[child], _a[parent]))
{
swap(_a[child], _a[parent]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
private:
vector <T> _a;
};
需要學習的也就是向上以及向下調整算法。
歡迎大家提出寶貴的意見。
測試用例如下:
void Test()
{
int a[] = { 10, 11, 13, 12, 16, 18, 15, 17, 14, 19 };
Heap<int,Less<int> > hp1(a, sizeof(a) / sizeof(a[0]));
hp1.print();
cout << hp1.Size() << endl;
cout << hp1.Empty() << endl;
hp1.Push(20);
hp1.print();
cout << hp1.Size() << endl;
cout << hp1.Empty() << endl;
hp1.Pop();
hp1.print();
cout << hp1.Size() << endl;
cout << hp1.Empty() << endl;
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