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Heap.h

Heap.c

HeapTest.c

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Heap.h

#pragma once/*堆*/
//完全二叉树
//可以用数组存，所以实现和数据结构很类似#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>/**/
#include <stdbool.h>#define InitSize 100
//#define AddSize 50
//可以直接扩大两倍，不一定固定扩大的个数typedef int HeapElemtype;typedef struct Heap
{HeapElemtype* a;int size;int capacity;
}Hp;void HeapInit(Hp* heap);
void HeapDestroy(Hp* heap);void HeapPush(Hp* heap, HeapElemtype x);
void AdjustUp(HeapElemtype* a,int child);void HeapPop(Hp* heap);
void AdjustDown(HeapElemtype* a, int n, int parent);void Swap(HeapElemtype* a, HeapElemtype* b);bool HeapEmpty(Hp* heap);HeapElemtype HeapTop(Hp* heap);
int HeapSize(Hp* heap);//堆排序
void HeapSort(HeapElemtype* a, int n);

Heap.c

#include "Heap.h"void HeapInit(Hp* heap)
{assert(heap);Hp* temp = (HeapElemtype*)malloc(sizeof(Hp) * InitSize);if (temp == NULL){perror("malloc fail");return;}heap->a = temp;heap->capacity = InitSize;heap->size = 0;
}void HeapDestroy(Hp* heap)
{assert(heap);heap->capacity = 0;heap->size = 0;free(heap->a);heap->a = NULL;
}void HeapPush(Hp* heap, HeapElemtype x)
{Hp* temp;if (heap->size == heap->capacity){//要扩容temp = (Hp*)realloc(heap->a,sizeof(Hp) * (heap->capacity * 2));if (temp == NULL){perror("realloc fail");return;}		heap->a = temp;heap->capacity *= 2;}//插入heap->a[heap->size] = x;heap->size++;//向上调整！！！！！！！！/*插入：向上调整*/AdjustUp(heap->a, heap->size - 1);
}//小根堆:只要插入的数据比父亲小，就升辈分
//大                         大//传参为数组的向上调整代码
void AdjustUp(HeapElemtype* a, int child)
{HeapElemtype temp = a[child];int parent = (child - 1) / 2;//循环上移，直到合适位置//也可以写成：while (child >= 0)，注意：不是while (parent >= 0),因为最坏的情况是孩子走到根节点，而不是父亲走到根节点//但该种写法的while 内部要写为：if (heap->a[child] < heap->a[parent])交换；else break;while (a[child] < a[parent]){//调整数组元素Swap(&a[child], &a[parent]);//更新下标，方便后续继续调整child = parent;parent = (child - 1) / 2;}
}void Swap(HeapElemtype* a, HeapElemtype* b)
{HeapElemtype temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}//注意堆中删除数一般为删除堆顶数据，因为删除堆的最后一个没有意义
//删除数据：先交换首尾数据，再将根和最小的孩子比较，如果根 < 最小的孩子----->不动；否则，向下调整/*删除：向下调整*/
void HeapPop(Hp* heap)
{assert(heap);assert(heap->size);//交换首尾数据Swap(&heap->a[0], &heap->a[heap->size - 1]);heap->size--;//向下调整AdjustDown(heap->a, heap->size, 0);/*注意，并不是所有情况都是删堆顶,所以要传入一个parent参数*/
}//返回堆顶
HeapElemtype HeapTop(Hp* heap)
{assert(heap);assert(heap->size);return heap->a[0];
}//传参为数组的向下调整代码
void AdjustDown(HeapElemtype* a, int n, int parent)
{int childl = parent * 2 + 1, childr = parent * 2 + 2;int child = a[childl] < a[childr] ? childl : childr;//也可写成：child + 1 < heap->size && a[child + 1] < a[child]  child++;while (child < n/*不仅要注意这个条件，同时要注意要写在前面*/ && a[parent] > a[child]){Swap(&a[parent], &a[child]);parent = child;childl = parent * 2 + 1, childr = parent * 2 + 2;child = a[childl] < a[childr] ? childl : childr;}
}bool HeapEmpty(Hp* heap)
{assert(heap);return heap->size == 0;
}int HeapSize(Hp* heap)
{assert(heap);return heap->size;
}//堆排序：不要建堆，只是要用到里面的向上调整，所以传参不要传堆，而是传数组------节省建堆的空间和拷贝数据的消耗
// 堆只是一个数据结构，而不是一个排序方法，排序只是单独的把其向上调整的地方分离出来，使得只用调整数组，不去建堆
// 这也是为什么向上调整AdjustUp和向下调整AdjustDown部分传参不是传堆的地址，而是传数组地址的原因
//void HeapSort(Hp* heap)
//小堆：排降序	大堆：排升序------升降序看的是最后数组的顺序
void HeapSort(HeapElemtype* a, int n)
{//建堆--向上调整建堆//for (int i = 1; i < n; i++)//{//	AdjustUp(a, i);//}//向下调整建堆//因为一个向上调整，一个向下调整很麻烦，所以把向上调整的部分可换为向下调整//要确保每个孩子是堆，所以从下往上调整，又因为叶子节点就是堆，所以要找最后一个非叶子节点//也就是从最后一个叶子的父节点开始调整for (int i = ((n - 1/*最后一个叶子的下标*/) - 1) / 2/*最后一个孩子的父亲*/; i >= 0; i--){AdjustDown(a, n, i);}//输出：输出队首，然后向下调整------先交换首尾，再size--，再向下调整int size = n;while (size){Swap(&a[0], &a[size - 1]);size--;AdjustDown(a, size, 0);}
}

HeapTest.c

参考代码，具体的请自行更改使用

										/*堆*/#include "Heap.h"void HeapPrint(Hp* heap)
{//按照直接通过数组打印------满足堆的形态，但不是有序的，因为不是输出堆顶元素（堆顶元素一定是该堆的最值）//for (int i = 0; i < heap->size; i++)//{//	printf("%d ", heap->a[i]);//}//printf("\n");//按照Pop打印//while (!HeapEmpty(&heap))不能传地址,已经是指针了while (!HeapEmpty(heap)){//不能传地址，已经是地址printf("%d ", HeapTop(heap));//不能传地址，已经是地址HeapPop(heap);}printf("\n");
}void test01()
{Hp heap;HeapInit(&heap);HeapElemtype a[] = { 10, 15, 56, 25, 30, 70, 0 };for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++){HeapPush(&heap, a[i]);}HeapPrint(&heap);
}void test02()
{Hp heap;HeapInit(&heap);//HeapElemtype a[] = { 10, 15, 56, 25, 30, 70, 0 };HeapElemtype a[] = { 15, 21, 10, 2121, 1002,2 };for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++){HeapPush(&heap, a[i]);}HeapPrint(&heap);HeapPop(&heap);HeapPrint(&heap);printf("堆顶元素为：%d\n", HeapTop(&heap));
}void test03()
{Hp heap;HeapInit(&heap);HeapElemtype a[] = { 15, 21, 10, 2121, 1002,2 };for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++){HeapPush(&heap, a[i]);}HeapPop(&heap);HeapPrint(&heap);
}void test04()
{HeapElemtype a[] = { 15, 21, 10, 2121, 1002, 2 };HeapSort(&a, sizeof(a) / sizeof(a[0]));for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++)printf("%d ", a[i]);printf("\n");
}int main()
{//test01();//test02();//test03();test04();return 0;
}