优先级队列(一)---完全二叉堆

// priority_queue.h
template
struct priority_queue
{
	virtual void insert(T const& e) = 0;    // 优先级队列的3个操作接口
	virtual T get_max() = 0;
	virtual T del_max() = 0;
};

#include"priority_queue.h"
#include"vector.h"
#include
#define min(x,y) ((x)>(y)?(y):(x))
#define max(x,y) ((x)<(y)?(y):(x))
#pragma once
// 外部所需的接口
template Rank adjust_up(T* arr, Rank r)   // 第r个元素进行向上调整
{
    int p = r / 2;     // p means parent(r)
    while (arr[p] < arr[r])
    {
        swap(arr[p], arr[r]);
        r = p;
        p = r / 2;
    }
    return r;
}
template Rank adjust_down(T* arr, Rank r, int n)   // 前n个元素的第r个元素进行向下调整
{                                                              // 联想堆排序差不多是这个语义
    while ( ((r*2+2<=n)&&(arr[r] < arr[(r<<1) + 1]))  || ((r*2 + 3 <= n) && (arr[r] < arr[(r<<1) + 2])) )
    {
        // 此时调整的arr[r]是非叶节点
        int lc = (r << 1) + 1;                    // 这里的都是数组的下标
                      // 若有rc的话,则lc+1 +1==n
        int max_son_index = (lc + 1 == n) ? lc : ((arr[lc] > arr[lc + 1]) ? lc : lc + 1);
        swap(arr[r], arr[max_son_index]);
        r = max_son_index;
    }
    return r;
}
template void heapify(T* arr, int n)       // 给定n个元素进行建堆
{
    for (int i = (n-1) / 2; i >= 0; --i)              // 第(n-1)/2为非叶节点
        adjust_down(arr, i, n);
}


                         // 完全二叉堆(大顶堆),形(用什么来存的):vector  神:complete_tree
template struct compl_heap:public vector, public priority_queue
{
    compl_heap(){}
    compl_heap(T* arr, int n) { vector::copyFrom(arr, 0, n);  heapify(arr, n); }         // 数组下标从0开始
    ~compl_heap(){}

    void insert(const T& e);
    T get_max() { return this->_elem[0]; }
    T del_max();
};

template void compl_heap::insert(const T& e)
{
    // vector::insert(this->Size() - 1, e);   // 写错了！是insert(size)相当于STL里面的push_back
    vector::insert(this->_size, e);
    adjust_up(this->_elem, this->_size - 1);
}
template T compl_heap::del_max()
{
    T old_elem = this->_elem[0];
    swap(this->_elem[0], this->_elem[this->_size - 1]);
    vector::remove(this->_size - 1);
    adjust_down(this->_elem, 0, this->_size);    // 前n个元素,arr[0]进行向下调整
    return old_elem;
}

template void heap_sort(T* arr, int n)
{
    heapify(arr, n);                     // 建堆
    for (int i = n - 1; i >= 0; --i)
    {
        swap(arr[0], arr[i]);
        adjust_down(arr, 0, i);      // 向下调整
    }
}
int main()
{
    // srand((unsigned)time(nullptr));
    int arr[] = { 1,6,4,3,7,9 };         // cppreference.com
    int len = sizeof(arr) / sizeof(int);
    
    compl_heap c_heap;
    // for (int i = 1; i < 8; ++i)  c_heap.insert(i*(rand()%20+1));
    for (int i = 1; i < 8; ++i)  c_heap.insert(i);
    c_heap.show();
    c_heap.del_max();
    c_heap.show();
}