本片博客主要包含一下几个内容：
堆的基本操作
1、创建堆
2、调整堆（向下调整）
3、插入
4、移除堆顶元素
5、返回堆元素个数
6、判断是不是空堆
7、返回堆顶元素
8、向上调整堆
9、交换两个数
10、判断堆是否已满，如果满了，就增容；如果没有满，就返回
11、销毁堆
12、小于比较
13、大于比较
14、头文件代码
15、测试代码
1、创建堆
void CreateHeap(Heap *hp, HPDataType* arr, int size, Compare Com)
{
int cur = 0;
assert (hp != NULL);
hp->_hp = (HPDataType*)malloc (size * sizeof (HPDataType));
if (hp->_hp == NULL)
{
assert (0);
return ;
}
//拷贝元素
memcpy (hp->_hp, arr, size*sizeof (HPDataType));
hp->size = size;
hp->capacity = size;
hp->_com = Com;
//调整成堆
cur = ((size-1-1)>>1); //size-1为最大下标，再减一除二为最后一个节点的双亲节点
for (; cur>=0; cur--)
{
AdjustDown (hp, cur);//向下调整堆
}
}
2、调整堆（向下调整）
void AdjustDown (Heap* hp, int parent)//parent 为开始调整的节点
{
int child = 0;
assert (hp != NULL);
child = (parent<<1) + 1; //孩子节点等于双亲节点乘二加一
while (child < hp->size)
{
if (child+1 < hp->size)//如果右孩子存在，找左右孩子中最小的孩子
{
if (hp->_com (hp->_hp[child], hp->_hp[child+1]))
{
child += 1;
}
}
if (hp->_com(hp->_hp[parent], hp->_hp[child]))
{
Swap (&hp->_hp[parent], &hp->_hp[child]);
}
else
{
return;
}
parent = child;
child = (parent<<1) + 1;
}
}
3、插入
void InsertHeap (Heap* hp, HPDataType data) //插入元素
{
assert (hp != NULL);
//判断还有没有空间，有的话就插入元素，没有就增容再插入元素
CheakHeap (hp);
hp->_hp[hp->size] = data;
hp->size++;
//向上调整堆
AdjustUp (hp, (hp->size)-1);
}
4、移除堆顶元素
//移除元素，（把堆顶元素和最后一个元素交换，size--就把堆顶元素删除了，最后在调整一下堆顶元素）
void RemoveHeap (Heap* hp)
{
assert (hp != NULL);
Swap (&hp->_hp[0], &hp->_hp[hp->size-1]);
hp->size--;
AdjustDown (hp, 0, hp->_com);
}
5、返回堆元素个数
int SizeHeap (Heap* hp) //返回堆元素个数
{
assert (hp != NULL);
return hp->size;
}
6、判断是不是空堆
int IsHeapEmpty (Heap* hp) //判断是不是空堆，空堆返回1，非空返回0
{
assert (hp != NULL);
return (hp->size == 0);
}
7、返回堆顶元素
HPDataType HeapTop (Heap* hp) //返回堆顶元素
{
assert (hp != NULL);
return hp->_hp[0];
}
8、向上调整堆
void AdjustUp (Heap* hp, int child)
{
int parent = 0;
assert (hp != NULL);
parent = (child - 1)/2;
while (child)
{
if (!(hp->_com(hp->_hp[child], hp->_hp[parent])))
{
Swap (&hp->_hp[child], &hp->_hp[parent]);
}
child = parent;
parent = (child - 1)/2;
}
}
9、交换两个数
void Swap (HPDataType*p, HPDataType* q)
{
HPDataType tmp;
assert (p != NULL && q != NULL);
tmp = *p;
*p = *q;
*q = tmp;
}
10、判断堆是否已满，如果满了，就增容；如果没有满，就返回
void CheakHeap (Heap* hp) //判断堆是否已满，如果满了，就增容；如果没有满，就返回
{
int newCapacity = 0;
int i = 0;
HPDataType* temp;
assert (hp != NULL);
if (hp->capacity > hp->size)
{
return ;
}
//如果堆已满，增容
newCapacity = 2 * (hp->capacity)+3;
temp = (HPDataType*)malloc (newCapacity * sizeof (HPDataType)); //开辟新空间
if (temp == NULL)
{
perror ("CheakHeap::malloc>>");
return ;
}
//拷贝元素
for (; i<hp->size; ++i)
{
temp[i] = hp->_hp[i];
}
//释放原空间
free (hp->_hp);
hp->_hp = NULL;
//让原空间指向新开辟的空间
hp->_hp = temp;
hp->capacity = newCapacity;
}
11、销毁堆
void DestroyHeap (Heap* hp)
{
assert (hp != NULL);
free (hp->_hp);
hp->_hp = NULL;
hp->capacity = 0;
hp->size = 0;
printf ("销毁成功\n");
}
12、小于比较
//Less 和 Greater两个函数用来比较两个数的大小，在建堆时用函数指针的形式调用，用来分别建大堆小堆
int Less (HPDataType pLeft, HPDataType pRight) //小于比较
{
assert (pLeft != NULL && pRight != NULL);
if (pLeft > pRight)
{
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}
13、大于比较
int Greater (HPDataType pLeft, HPDataType pRight) //大于比较
{
if (pLeft > pRight)
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
14、头文件代码
#ifndef __HEAP_H__
#define __HEAP_H__
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
//堆：是一个数组，其中的元素是按照二叉树的顺序在数组中存放的
//任意一个节点的数据都比其左右孩子都小---小堆
//任意一个节点的数据都比它的左右孩子大---大堆
typedef int HPDataType;
typedef int (*Compare) (HPDataType pLeft, HPDataType pRight);
typedef struct Heap
{
HPDataType* _hp;
int capacity;
int size;
Compare _com;
}Heap;
void CreateHeap(Heap *hp, HPDataType* arr, int size, Compare Com); //创建堆
void AdjustDown (Heap* hp, int parent); //调整堆（向下调整）
void InsertHeap (Heap* hp, HPDataType data); //插入
void RemoveHeap (Heap* hp); //移除元素，（把堆顶元素和最后一个元素交换，size--就把堆顶元素删除了，最后在调整一下堆顶元素）
int SizeHeap (Heap* hp); //返回堆元素个数
int IsHeapEmpty (Heap* hp); //判断是不是空堆
HPDataType HeapTop (Heap* hp); //返回堆顶元素
void AdjustUp (Heap* hp, int child); //向上调整堆
void Swap (HPDataType* p, HPDataType*q); //交换两个数
void CheakHeap (Heap* hp); //判断堆是否已满，如果满了，就增容；如果没有满，就返回
void DestroyHeap (Heap* hp); //销毁堆
int Less (HPDataType pLeft, HPDataType pRight); //小于比较
int Greater (HPDataType pLeft, HPDataType pRight); //大于比较
#endif
15、测试代码
#include "Heap.h"
void test_Heap()
{
//test_CreateHeap
int ret = 0;
HPDataType top = 0;
int arr[] = {53, 17, 78, 9, 45, 65, 87, 23, 31};
Heap hp;
CreateHeap (&hp, arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), Less);
//test_SizeEmptyTopHeap
ret = SizeHeap(&hp);
printf ("堆的大小为：%d\n", ret);
ret = IsHeapEmpty(&hp);
if (ret == 1)
{
printf ("这是空堆！\n");
}
else
{
printf ("不是空堆！\n");
}
top = HeapTop(&hp);
printf ("堆顶元素是：%d\n", top);
//test_InsertHeap
InsertHeap(&hp, 5);
//test_RemoveHeap
RemoveHeap(&hp);
DestroyHeap (&hp);
}
int main ()
{
test_Heap();
return 0;
}