/*******************************************************************************
/* <PRE>
/* 版权所有 : -
/* 模块名 : 排序
/* 文件名 : HeapSort.cpp
/* 功能描述 : 堆排序
/* 作者 : <xxx>
/* 版本 : 1.0
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 备注 : 示例序列为 {49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49}
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 修改记录 :
/* 日 期 版本 修改人 修改内容
/* 2011/01/01 1.0 <xxx> 创建
/* </PRE>
*******************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/******************************************************************************
/* 数据类型和常量定义
/******************************************************************************/
#define TURE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;
typedef int KeyType;
#define LT(a, b) ((a) < (b))
/******************************************************************************
/* 数据结构声明
/******************************************************************************/
#define LIST_INIT_SIZE 20
#define LISTINCREMENT 10
typedef struct {
KeyType key;
}ElemType;
typedef struct {
ElemType *r;
int length;
int listsize;
} SqList;
typedef SqList HeapType; /* 采用顺序表存储表示 */
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : HeapAdjust
/* 功能 : 调整记录
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : 已知H.r[s..m]中记录的关键字除H.r[s].key之外均满足堆的定义, 本函数
/* 调整H.r[s]的关键字, 使H.r[s..m]成为一个大顶堆 (对记录中的关键字而言)
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void HeapAdjust(HeapType &H, int s, int m) {
ElemType rc = H.r[s];
for (int j = 2 * s; j <= m; j *= 2) { //沿key较大的孩子结点向下筛选
if (j < m && LT(H.r[j].key, H.r[j+1].key)) ++j; //j为key较大的记录的下标
if (!LT(rc.key, H.r[j].key)) break; //rc应插入在位置s上
H.r[s] = H.r[j]; s = j;
}
H.r[s] = rc; //插入
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : HeapSort
/* 功能 : 堆排序
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : 对顺序表H进行堆排序
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void HeapSort(HeapType &H) {
int i; ElemType r;
for (i = H.length / 2; i > 0; --i) { //把H.r[1...H.length]建成大顶堆
HeapAdjust(H, i, H.length);
}
for (i = H.length; i > 1; --i) {
//将堆顶记录和当前未经排序子序列H.r[1..i]中最后一个记录相互交换
r = H.r[1]; H.r[1] = H.r[i]; H.r[i] = r;
HeapAdjust(H, 1, i - 1); //将H.r[1..i-1]重新调整为大顶堆
}
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : ListInit_H
/* 功能 : 初始化列表
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status ListInit_H(HeapType &H) {
H.r = (ElemType *)malloc(LIST_INIT_SIZE * sizeof(ElemType));
if (!H.r) exit(OVERFLOW);
H.length = 0;
H.listsize = LIST_INIT_SIZE;
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : ListInsert_H
/* 功能 : 构造无序序列
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : H.r[0]不放元素, 方便堆排序
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status ListInsert_H(HeapType &H, int i, ElemType e) {
ElemType *newbase = NULL;
ElemType *p = NULL;
ElemType *q = NULL;
if (i <1 || i >H.length + 1) return ERROR;
if (H.length >= H.listsize) {
newbase = (ElemType *)realloc(H.r, (H.listsize + LISTINCREMENT) * sizeof(ElemType));
if (!newbase) exit(OVERFLOW);
H.r = newbase;
H.listsize += LISTINCREMENT;
}
q = &(H.r[i]);
for (p = &(H.r[H.length]); p >= q; --p) *(p + 1) = *p;
*q = e;
++H.length;
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : ListTraverse_H
/* 功能 : 遍历线性表
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status ListTraverse_H(HeapType &H, Status (*Visit)(ElemType)) {
ElemType *p = NULL;
ElemType *q = NULL;
if (H.length == 0) return ERROR;
p = &(H.r[1]);
q = H.r + H.length;
for (; p <= q; ++p) Visit(*p);
printf("\n");
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : Visit
/* 功能 : 访问元素
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status Visit(ElemType e)
{
printf("%d ", e.key);
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : main
/* 功能 : 测试函数
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void main()
{
HeapType H; ListInit_H(H); ElemType e;
//生成初始序列
e.key = 49; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 27; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 13; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 76; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 97; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 65; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 38; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 49; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
printf("\nBefore Heap Sort: ");
ListTraverse_H(H, Visit);
//堆排序
HeapSort(H);
printf("After Heap Sort: ");
ListTraverse_H(H, Visit);
}
/* <PRE>
/* 版权所有 : -
/* 模块名 : 排序
/* 文件名 : HeapSort.cpp
/* 功能描述 : 堆排序
/* 作者 : <xxx>
/* 版本 : 1.0
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 备注 : 示例序列为 {49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49}
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 修改记录 :
/* 日 期 版本 修改人 修改内容
/* 2011/01/01 1.0 <xxx> 创建
/* </PRE>
*******************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/******************************************************************************
/* 数据类型和常量定义
/******************************************************************************/
#define TURE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;
typedef int KeyType;
#define LT(a, b) ((a) < (b))
/******************************************************************************
/* 数据结构声明
/******************************************************************************/
#define LIST_INIT_SIZE 20
#define LISTINCREMENT 10
typedef struct {
KeyType key;
}ElemType;
typedef struct {
ElemType *r;
int length;
int listsize;
} SqList;
typedef SqList HeapType; /* 采用顺序表存储表示 */
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : HeapAdjust
/* 功能 : 调整记录
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : 已知H.r[s..m]中记录的关键字除H.r[s].key之外均满足堆的定义, 本函数
/* 调整H.r[s]的关键字, 使H.r[s..m]成为一个大顶堆 (对记录中的关键字而言)
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void HeapAdjust(HeapType &H, int s, int m) {
ElemType rc = H.r[s];
for (int j = 2 * s; j <= m; j *= 2) { //沿key较大的孩子结点向下筛选
if (j < m && LT(H.r[j].key, H.r[j+1].key)) ++j; //j为key较大的记录的下标
if (!LT(rc.key, H.r[j].key)) break; //rc应插入在位置s上
H.r[s] = H.r[j]; s = j;
}
H.r[s] = rc; //插入
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : HeapSort
/* 功能 : 堆排序
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : 对顺序表H进行堆排序
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void HeapSort(HeapType &H) {
int i; ElemType r;
for (i = H.length / 2; i > 0; --i) { //把H.r[1...H.length]建成大顶堆
HeapAdjust(H, i, H.length);
}
for (i = H.length; i > 1; --i) {
//将堆顶记录和当前未经排序子序列H.r[1..i]中最后一个记录相互交换
r = H.r[1]; H.r[1] = H.r[i]; H.r[i] = r;
HeapAdjust(H, 1, i - 1); //将H.r[1..i-1]重新调整为大顶堆
}
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : ListInit_H
/* 功能 : 初始化列表
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status ListInit_H(HeapType &H) {
H.r = (ElemType *)malloc(LIST_INIT_SIZE * sizeof(ElemType));
if (!H.r) exit(OVERFLOW);
H.length = 0;
H.listsize = LIST_INIT_SIZE;
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : ListInsert_H
/* 功能 : 构造无序序列
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : H.r[0]不放元素, 方便堆排序
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status ListInsert_H(HeapType &H, int i, ElemType e) {
ElemType *newbase = NULL;
ElemType *p = NULL;
ElemType *q = NULL;
if (i <1 || i >H.length + 1) return ERROR;
if (H.length >= H.listsize) {
newbase = (ElemType *)realloc(H.r, (H.listsize + LISTINCREMENT) * sizeof(ElemType));
if (!newbase) exit(OVERFLOW);
H.r = newbase;
H.listsize += LISTINCREMENT;
}
q = &(H.r[i]);
for (p = &(H.r[H.length]); p >= q; --p) *(p + 1) = *p;
*q = e;
++H.length;
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : ListTraverse_H
/* 功能 : 遍历线性表
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status ListTraverse_H(HeapType &H, Status (*Visit)(ElemType)) {
ElemType *p = NULL;
ElemType *q = NULL;
if (H.length == 0) return ERROR;
p = &(H.r[1]);
q = H.r + H.length;
for (; p <= q; ++p) Visit(*p);
printf("\n");
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : Visit
/* 功能 : 访问元素
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status Visit(ElemType e)
{
printf("%d ", e.key);
return OK;
}
/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名 : main
/* 功能 : 测试函数
/* 参数 : -
/* 返回值 : -
/* 备注 : -
/* 作者 : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void main()
{
HeapType H; ListInit_H(H); ElemType e;
//生成初始序列
e.key = 49; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 27; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 13; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 76; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 97; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 65; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 38; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
e.key = 49; if (OK == ListInsert_H(H, 1, e)) printf("insert ok!\n");
printf("\nBefore Heap Sort: ");
ListTraverse_H(H, Visit);
//堆排序
HeapSort(H);
printf("After Heap Sort: ");
ListTraverse_H(H, Visit);
}
【参考】
