脚本之家 服务器常用软件
快捷导航
您的位置：首页 → 软件编程 → C 语言 → C语言 数据结构

C语言 深入解读数据结构之堆的实现

 更新时间：2021年11月09日 15:47:11   作者：loveandsharef  
堆就是用数组实现的二叉树，所以它没有使用父指针或者子指针。堆根据“堆属性”来排序，“堆属性”决定了树中节点的位置

堆的概念与结构

概念：如果有一个关键码的集合K={ k0，k1 ，k2 ，…，kn-1 },把它的所有元素按完全二叉树的顺序存储方式存储 在一个一维数组中，并满足K i<=K 2*i+1且Ki<=K 2*i+2(K i>=K 2*i+1且Ki>=K 2*i+2) i = 0，1，2...，则称为小堆(或大堆)。将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。

性质：

  • 堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；
  • 堆总是一棵完全二叉树。

结构：

1.大堆

2.小堆

堆(大根堆)的实现：

堆的接口：

#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;
 
//堆的创建
void HeapInit(HP*hp);
//堆的销毁
void HeapDestroy(HP*hp);
//交换数值
void Swap(HPDataType *px, HPDataType *py);
//向上调整
void AdjustUp(int *a,int child);
//向下调整
void AdjustDown(int *a, int n, int parent);
//堆的插入
void HeapPush(HP*hp,HPDataType x);
//堆的删除
void HeapPop(HP*hp);
//取堆顶的数据
HPDataType HeapTop(HP*hp);
//打印堆
void HeapPrint(HP*hp);
//堆的判空
bool HeapEmpty(HP*hp);
//堆的数据个数
int HeapSize(HP*hp);

堆的创建：

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

堆的销毁：

void HeapDestroy(HP*hp)
{
    assert(hp);
    free(hp->a);
    hp->capacity=hp->size=0;
}

交换数值：

void Swap(HPDataType*px, HPDataType*py)
{
    HPDataType tmp = *px;
    *px=*py;
    *py=tmp;
}

向上调整：

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

堆得插入：

void HeapPush(HP*hp,HPDataType x)
{
    assert(hp);
    if(hp->capacity==hp->size)
    {
        size_t newCapacity=hp->capacity==0?4:hp->capacity*2;
        HPDataType * tmp=(HPDataType*)realloc(hp->a,newCapacity*sizeof(HPDataType));
        if(tmp==NULL)
        {
            printf("realloc is fail\n");
        }
        hp->a=tmp;
        hp->capacity=newCapacity;
        
    }
    hp->a[hp->size-1]=x;
    hp->size++;
    //向上调整
    AdjusiUp(hp->a,hp->size-1);
}

向下调整：

void AdjustDown(int *a,int n,int parent)
{
    int child=parent*2+1;
    while(child<n)
    {
        //比较左孩子还是右孩子大
        if(child+1<n && a[child+1]>a[child])
        {
            child++;
        }
        if(a[child]>a[parent])
        {
            Swap(&a[child],&a[parent]);
            parent=child;
            child=parent*2+1;
        }
        else
        {
            break;
        }
    }
}

堆的判空：

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

堆的删除：

void HeapPop(HP*hp)
{
	assert(hp);
    //堆的判空
	assert(!HeapEmpty(hp));
    //交换数值
	Swap(&hp->a[0], &hp->a[hp->size - 1]);
	hp->size--;
    //向下调整
	AdjustDown(hp->a, hp->size, 0);
}

取堆顶的数据：

HPDataType HeapTop(HP*hp)
{
    assert(hp);
    assert(!HeapEmpty(hp));
    return hp->a[0];
}

打印堆：

void HeapPrint(HP*hp)
{
    assert(hp);
    assert(!HeapEmpty(hp));
    for(int i=0; i<hp->size;i++)
    {
        printf("%d",hp->a[i]);
    }
    printf("\n");
}

堆的数据个数：

int HeapSize(HP*hp)
{
    assert(hp);
    return hp->size;
}

以上就是对堆的讲解与操作实现。

感谢老铁看到这里，如果文章对你有用的话请给我一个赞支持一下，感激不尽！

在下才疏学浅,一点浅薄之见，欢迎各位大佬指点。

以上就是C语言 深入解读数据结构之堆的实现的详细内容，更多关于C语言 数据结构的资料请关注脚本之家其它相关文章！

您可能感兴趣的文章:

相关文章

  • C语言用函数指针实现一个特别的计算器

    C语言用函数指针实现一个特别的计算器

    函数指针是一个指针变量,它可以存储函数的地址,然后使用函数指针,下面这篇文章主要给大家介绍了关于C语言用函数指针实现计算器的方法,需要的朋友可以参考下
    2022-07-07
  • C++单例设计模式详细讲解

    C++单例设计模式详细讲解

    单例模式（Singleton Pattern）是最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建
    2022-06-06
  • C语言制作表白神器的示例代码

    C语言制作表白神器的示例代码

    这篇文章主要为大家详细介绍了如何利用C语言制作一个简单的表白神器，文中的示例代码讲解详细，具有一定的借鉴价值，感兴趣的小伙伴可以了解一下
    2023-03-03
  • 浅谈C++ Explicit Constructors(显式构造函数)

    浅谈C++ Explicit Constructors(显式构造函数)

    下面小编就为大家带来一篇浅谈C++ Explicit Constructors(显式构造函数)。小编觉得挺不错的，现在就分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2016-12-12
  • 利用C语言实现五子棋游戏

    利用C语言实现五子棋游戏

    这篇文章主要为大家详细介绍了利用C语言实现五子棋游戏，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2021-08-08
  • 利用Matlab制作一款刮刮乐抽奖特效

    利用Matlab制作一款刮刮乐抽奖特效

    七夕节还不知道送啥，教你用MATLAB制作一款刮刮乐抽奖特效，让她的手气决定她的礼物。文中的示例代码讲解详细，感兴趣的小伙伴可以了解一下
    2022-03-03
  • C++实现图片jpg格式变成16位565bmp格式

    C++实现图片jpg格式变成16位565bmp格式

    这篇文章主要为大家详细介绍了C++如何实现图片jpg格式变成16位565bmp格式,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以了解一下
    2025-03-03
  • 一篇文章教你用C语言模拟实现字符串函数

    一篇文章教你用C语言模拟实现字符串函数

    这篇文章主要介绍了C语言模拟实现字符串函数,开发程序的时候经常使用到一些字符串函数，例如求字符串长度，拷贝字符串……，需要的朋友可以参考下
    2021-09-09
  • C语言每日练习之冒泡排序

    C语言每日练习之冒泡排序

    这篇文章主要介绍了C语言冒泡排序，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2021-11-11
  • C语言深入讲解链表的使用

    C语言深入讲解链表的使用

    当我们在写一段代码时，如果要频繁的在一块区域进行插入或者删除操作时，会发现用数组实现会比较复杂，这时候我们就要用另一种数据结构，链表来实现
    2022-05-05

最新评论