使用最小堆使用优先级队列(c语言版本)

下面的例子来自Weiss的《数据结构与算法分析：c语言描述》，自己亲自敲了一遍，跑了个demo，并将结果记录下来。

binheap.h的头文件声明

//description: 使最小堆实现优先级队列
//date: 2019-03-15#ifndef __BINHEAP_H__
#define __BINHEAP_H__typedef int ElementType;struct HeapStruct {int Capacity; //最大容量int Size; //当前大小ElementType *Elements; //元素数组
};typedef struct HeapStruct *PriorityQueue;PriorityQueue Initialize(int MaxElements);void Destroy(PriorityQueue H);void MakeEmpty(PriorityQueue H);int IsEmpty(PriorityQueue H);int IsFull(PriorityQueue H);void Insert(ElementType X, PriorityQueue H);ElementType DeleteMin(PriorityQueue H);ElementType FindMin(PriorityQueue H);#endif

binheap.c源码文件

#include "binheap.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define MinData (-32767)
#define MinPQSize (10)PriorityQueue
Initialize(int MaxElements){PriorityQueue H;if(MaxElements < MinPQSize){printf("Priority queue size is too small");exit(-1);}H = malloc(sizeof(struct HeapStruct));if(H == NULL){printf("failed to alloc memory space for HeapStruct");exit(-1);}/* allocate the array plus one extra for sentinel  */H->Elements = malloc( (MaxElements+1) * sizeof(ElementType));if(H->Elements == NULL){printf("failed to allocate memory for Elements array");exit(-1);}H->Capacity = MaxElements;H->Size = 0;H->Elements[0] = MinData; //此处设置哨兵return H;
}void
Destroy(PriorityQueue H){free(H->Elements);free(H);
}void
MakeEmpty(PriorityQueue H){H->Size = 0;
}void
Insert(ElementType X, PriorityQueue H){int i;if(IsFull(H)){printf("Priority queue is full");return;}//从尾部向头部检查for(i=++H->Size; H->Elements[i/2]>X; i/=2){H->Elements[i] = H->Elements[i/2];}H->Elements[i] = X;
}ElementType
DeleteMin(PriorityQueue H){int i,Child;ElementType MinElement, LastElement;if(IsEmpty(H)){printf("FATAL: Priority queue is empty");return H->Elements[0];}MinElement = H->Elements[1];LastElement = H->Elements[H->Size--];for(i=1; i * 2 <= H->Size; i=Child){/*Find smaller child*/Child = i * 2;if(Child != H->Size && H->Elements[Child+1] < H->Elements[Child])Child++;/*Percolate one level *///此时最后一个元素已经在堆顶部了，头部与最后一个元素交换过了if(LastElement > H->Elements[Child])H->Elements[i] = H->Elements[Child];elsebreak;}H->Elements[i] = LastElement;return MinElement;
}ElementType
FindMin(PriorityQueue H){if(!IsEmpty(H))return H->Elements[1];printf("FATAL: Priority queue is Empty");return H->Elements[0];
}int
IsEmpty(PriorityQueue H){return H->Size == 0;
}int
IsFull(PriorityQueue H){return H->Size == H->Capacity;
}//=================================
int main(){int i, NUM=30;PriorityQueue pq = Initialize(NUM);for(i=0; i<NUM; i++)Insert(i, pq);while(!IsEmpty(pq)){i = DeleteMin(pq);printf("%d\n", i);}Destroy(pq);return 0;
}

下面是运行图示：

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