@ -0,0 +1,2 @@
|
||||
add_executable(my_heap my_heap.c)
|
||||
|
@ -0,0 +1,185 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: my_heap.c
|
||||
* Created Time: 2023-01-15
|
||||
* Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#include "../include/include.h"
|
||||
|
||||
#define MAX_SIZE 5000
|
||||
|
||||
// 大顶堆
|
||||
typedef struct maxHeap {
|
||||
// size 代表的是实际元素的个数
|
||||
int size;
|
||||
// 使用预先分配内存的数组,避免扩容
|
||||
int data[MAX_SIZE];
|
||||
} maxHeap;
|
||||
|
||||
void siftDown(maxHeap *h, int i);
|
||||
|
||||
void siftUp(maxHeap *h, int i);
|
||||
|
||||
/* 构造空堆 */
|
||||
maxHeap *newEmptyMaxHeap() {
|
||||
// 所有元素入堆
|
||||
maxHeap *h = (maxHeap *) malloc(sizeof(maxHeap));
|
||||
h->size = 0;
|
||||
return h;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 构造函数,根据切片建堆 */
|
||||
maxHeap *newMaxHeap(int nums[], int size) {
|
||||
// 所有元素入堆
|
||||
maxHeap *h = (maxHeap *) malloc(sizeof(maxHeap));
|
||||
h->size = size;
|
||||
memcpy(h->data, nums, size * sizeof(int));
|
||||
for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
|
||||
// 堆化除叶结点以外的其他所有结点
|
||||
siftDown(h, i);
|
||||
}
|
||||
return h;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 获取左子结点索引 */
|
||||
int left(maxHeap *h, int i) {
|
||||
return 2 * i + 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 获取右子结点索引 */
|
||||
int right(maxHeap *h, int i) {
|
||||
return 2 * i + 2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 获取父结点索引 */
|
||||
int parent(maxHeap *h, int i) {
|
||||
return (i - 1) / 2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 交换元素 */
|
||||
int swap(maxHeap *h, int i, int j) {
|
||||
int temp = h->data[i];
|
||||
h->data[i] = h->data[j];
|
||||
h->data[j] = temp;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 获取堆大小 */
|
||||
int size(maxHeap *h) {
|
||||
return h->size;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 判断堆是否为空 */
|
||||
int isEmpty(maxHeap *h) {
|
||||
return h->size == 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 访问堆顶元素 */
|
||||
int peek(maxHeap *h) {
|
||||
return h->data[0];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 元素入堆 */
|
||||
int push(maxHeap *h, int val) {
|
||||
// 默认情况下,不应该添加这么多结点
|
||||
if (h->size == MAX_SIZE) {
|
||||
printf("heap is full!");
|
||||
return NIL;
|
||||
}
|
||||
// 添加结点
|
||||
h->data[h->size] = val;
|
||||
h->size++;
|
||||
|
||||
// 从底至顶堆化
|
||||
siftUp(h, h->size - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 元素出堆 */
|
||||
int poll(maxHeap *h) {
|
||||
// 判空处理
|
||||
if (isEmpty(h)) {
|
||||
printf("heap is empty!");
|
||||
return NIL;
|
||||
}
|
||||
// 交换根结点与最右叶结点(即交换首元素与尾元素)
|
||||
swap(h, 0, size(h) - 1);
|
||||
// 删除结点
|
||||
int val = h->data[h->size - 1];
|
||||
h->size--;
|
||||
// 从顶至底堆化
|
||||
siftDown(h, 0);
|
||||
|
||||
// 返回堆顶元素
|
||||
return val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/* 从结点 i 开始,从顶至底堆化 */
|
||||
void siftDown(maxHeap *h, int i) {
|
||||
while (true) {
|
||||
// 判断结点 i, l, r 中值最大的结点,记为 max
|
||||
int l = left(h, i);
|
||||
int r = right(h, i);
|
||||
int max = i;
|
||||
if (l < size(h) && h->data[l] > h->data[max]) {
|
||||
max = l;
|
||||
}
|
||||
if (r < size(h) && h->data[r] > h->data[max]) {
|
||||
max = r;
|
||||
}
|
||||
// 若结点 i 最大或索引 l, r 越界,则无需继续堆化,跳出
|
||||
if (max == i) {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
// 交换两结点
|
||||
swap(h, i, max);
|
||||
// 循环向下堆化
|
||||
i = max;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 从结点 i 开始,从底至顶堆化 */
|
||||
void siftUp(maxHeap *h, int i) {
|
||||
while (true) {
|
||||
// 获取结点 i 的父结点
|
||||
int p = parent(h, i);
|
||||
// 当“越过根结点”或“结点无需修复”时,结束堆化
|
||||
if (p < 0 || h->data[i] <= h->data[p]) {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
// 交换两结点
|
||||
swap(h, i, p);
|
||||
// 循环向上堆化
|
||||
i = p;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
/* 初始化堆 */
|
||||
// 初始化大顶堆
|
||||
int nums[] = {9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2};
|
||||
maxHeap *heap = newMaxHeap(nums, sizeof(nums) / sizeof(int));
|
||||
printf("输入数组并建堆后\n");
|
||||
printHeap(heap->data, heap->size);
|
||||
|
||||
/* 获取堆顶元素 */
|
||||
printf("\n堆顶元素为 %d\n", peek(heap));
|
||||
|
||||
/* 元素入堆 */
|
||||
push(heap, 7);
|
||||
printf("\n元素 7 入堆后\n");
|
||||
printHeap(heap->data, heap->size);
|
||||
|
||||
/* 堆顶元素出堆 */
|
||||
int top = poll(heap);
|
||||
printf("\n堆顶元素 %d 出堆后\n", top);
|
||||
printHeap(heap->data, heap->size);
|
||||
|
||||
/* 获取堆大小 */
|
||||
printf("\n堆元素数量为 %d\n", size(heap));
|
||||
|
||||
/* 判断堆是否为空 */
|
||||
printf("\n堆是否为空 %d\n", isEmpty(heap));
|
||||
|
||||
// 释放内存
|
||||
free(heap);
|
||||
}
|
@ -0,0 +1,67 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: radix_sort.java
|
||||
* Created Time: 2023-01-17
|
||||
* Author: Krahets (krahets@163.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_sorting;
|
||||
|
||||
import java.util.*;
|
||||
|
||||
public class radix_sort {
|
||||
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
|
||||
static int digit(int num, int exp) {
|
||||
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
|
||||
return (num / exp) % 10;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
|
||||
static void countSort(int[] nums, int exp) {
|
||||
// 十进制的各位数字范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
|
||||
int[] bucket = new int[10];
|
||||
int n = nums.length;
|
||||
// 借助桶来统计 0~9 各数字的出现次数
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
|
||||
bucket[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
|
||||
}
|
||||
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
|
||||
for (int i = 1; i < 10; i++) {
|
||||
bucket[i] += bucket[i - 1];
|
||||
}
|
||||
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入暂存数组 tmp
|
||||
int[] tmp = new int[n];
|
||||
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
|
||||
int d = digit(nums[i], exp);
|
||||
int j = bucket[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
|
||||
tmp[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
|
||||
bucket[d]--; // 将 d 的数量减 1
|
||||
}
|
||||
// 将 tmp 复制到 nums
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
nums[i] = tmp[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 基数排序 */
|
||||
static void radixSort(int[] nums) {
|
||||
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
|
||||
int ma = Integer.MIN_VALUE;
|
||||
for (int num : nums)
|
||||
if (num > ma) ma = num;
|
||||
// 按照从低位到高位的顺序遍历
|
||||
for (int exp = 1; ma >= exp; exp *= 10)
|
||||
// 对数组元素的第 k 位执行「计数排序」
|
||||
// k = 1 -> exp = 1
|
||||
// k = 2 -> exp = 10
|
||||
// k = 3 -> exp = 100
|
||||
// 即 exp = 10^(k-1)
|
||||
countSort(nums, exp);
|
||||
}
|
||||
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
/* 基数排序 */
|
||||
int[] nums = { 23, 12, 3, 4, 788, 192 };
|
||||
radixSort(nums);
|
||||
System.out.println("基数排序完成后 nums = " + Arrays.toString(nums));
|
||||
}
|
||||
}
|
After Width: | Height: | Size: 279 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 80 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 1.0 MiB |
Before Width: | Height: | Size: 750 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 271 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 248 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 285 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 503 KiB |
After Width: | Height: | Size: 96 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 172 KiB After Width: | Height: | Size: 110 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 318 KiB After Width: | Height: | Size: 177 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 56 KiB After Width: | Height: | Size: 56 KiB |