堆排序是一个比较优秀的算法,堆这种数据结构在现实生活中有很多的应用,比如堆可以作为一个优先队列来使用,作为一个高效的优先队列,它与堆的结构一样,都有最大优先队列,最小优先队列.优先队列priority queue 是一种用来维护一组元素构成的集合S的数据结构,每一个元素都有一个相关的值,称为关键字(key)。
最大优先队列包含以下操作:
将元素x插入到S的集合中,等价于
;
返回S中最大元素;
返回并且删除S中最大元素;
将元素x的关键字增加到key,要求
。
同样的,最小优先队列操作也包括:
,
,
,
。只不过是对最小值进行操作。
在这里主要讨论最大优先队列,其应用很多,在共享计算机作业系统就是,类似于早期的unix主机,管理员root可以设置n个不同的用户,以及各个用户不同的操作权限,从主机那里接出多个终端,每个操作人员(程序员)在自己的工作终端 ,感觉像是自己拥有自己独立的作业主机一样,其实不是,通过一些任务调度来实现,其中就有任务等待执行相关队列,并且有各个任务有着自己优先级,以便确定调度执行具体任务,如果你学过操作系统相关知识,那么应该对系统调度有所了解。
当一个作业被完成或者被中断后,调度器会调用
来调用所有在队列中等待任务中优先级最高的任务执行,在新任务加入等待任务时会调用
加入任务等待队列,当某个任务等待时间过长时可通过
提高其优先级,从而减少等待时间。
下面是具体实现C程序源码:
#include
#define NAGE_INFINIT -99999
#define parent(i) i/2
#define left(i) 2*i+1
#define right(i) 2*i+2
//get array of A first element
int heap_maximum(int A[]){ return A[0];}
/***********************************************
*
* function max_heapify();
*
* args
* A[] inttype save elements of heap
* i index of A
* heap_size real length of A
*
* ********************************************/
void max_heapify(int A[],int i,int heap_size){
int l,r,largest,temp;
l=left(i);
r=right(i);
if((l<=heap_size)&&(A[l]>A[i]))
largest=l;
else
largest=i;
if((r<=heap_size)&&(A[r]>A[largest]))
largest=r;
if(largest!=i){
temp=A[i];
A[i]=A[largest];
A[largest]=temp;
max_heapify(A,largest,heap_size);
}
}
/*********************************************
*
* function heap_extract_max()
*
* args
* A[] inttype save elements of heap
* heap_size inttype the real length of A
*
* return max the parent node value
*
* ******************************************/
int heap_extract_max(int A[],int heap_size){
int max;
if(heap_size<0)
return -1; //heap underflow
max=A[0]; //parent node the max value of element
A[0]=A[heap_size];
heap_size--;
/**************************************
* dajust binary heap(or tree) to make
* sure heap fo A true every times
*
* ************************************/
max_heapify(A,0,heap_size);
return max;
}
/***********************************************
*
* function heap_increase_key();
*
* args
* A[] inttype save elemnts of heap
* i index of A
* key inserted element
*
* *********************************************/
void heap_increase_key(int A[],int i,int key){
int temp;
if(key
printf("new key is smaller than current key\n");
return; //over programming
}
A[i]=key;
//p=parent(i);
while ((i>0)&&(A[parent(i)]