【数据结构】用模版实现大小堆、实现优先级队列，以及堆排序

一、用模版实现大小堆

如果不用模版的话，写大小堆，就需要分别实现两次，但是应用模版的话问题就简单多了，我们只需要实现两个仿函数，Greater和Less就行了，仿函数就是用类实现一个()的重载就实现了仿函数。这个看下代码就能理解了。再设计参数的时候，需要把模版设计成模版的模版参数，因为要实现大小堆嘛！当我们实现好一个大堆或者小队的逻辑后只需要用模版接收的Greater或Less类定义一个变量，就能实现通用功能了。

template<typenameT>
structLess
{
booloperator()(constT&l,constT&r)
{
returnl<r;
}
};

template<classt>
structGreater
{
booloperator()(constT&l,constT&r)
{
returnl>r;
}
};

template<classt,template<class>classcompare=less>
classHeap
{
public:
Heap()
{}

Heap(T*a,size_tsize)
{
size_tindex=0;
while(index<size)
{
_a.push_back(a[index]);
index++;
}

for(inti=(_a.size()-2)/2;i>=0;i--)
_AdjustDown(i);
}

voidpush(constT&x)
{
_a.push_back(x);
_AdjustUp(_a.size()-1);
}

voidpop()
{
size_tsize=_a.size();
assert(size>0);
swap(_a[0],_a[size-1]);
_a.pop_back();
size=_a.size();
_AdjustDown(0);
}

size_ttop()
{
assert(!_a.empty());

return_a[0];
}

boolempty()
{
return_a.size()==0;
}

size_tSize()
{
return_a.size();
}

voidPrint()
{
for(inti=0;i<_a.size();i++)
{
cout<<_a[i]<<"";
}
cout<<endl;
}

protected:
void_AdjustUp(intchild)
{
intparent=(child-1)/2;
compare<T>com;//如果是大堆传过来就是用大堆的逻辑，小堆就实现小堆的逻辑
while(child>0)
{
//找出孩子中的最大孩子
if(com(_a[child],_a[parent]))
{
swap(_a[child],_a[parent]);
child=parent;
parent=(child-1)/2;
}
else
{
break;
}
}

}

void_AdjustDown(size_tparent)
{
size_tchild=2*parent+1;
compare<T>com;//如果是大堆传过来就是用大堆的逻辑，小堆就实现小堆的逻辑
while(child<_a.size())
{
//找出孩子中的最大孩子
if(child+1<_a.size()&&com(_a[child+1],_a[child]))
{
++child;
}
//把
if(com(_a[child],_a[parent]))
{
swap(_a[parent],_a[child]);
parent=child;
child=child*2+1;
}
else
{
break;
}
}

}
protected:
vector<T>_a;
};

二、用模版实现优先级队列

前面实现了大小堆，这里我们可以使用适配器，直接调用大小堆，来实现优先级队列。

template<classt,template<class>classcompare=Less>
classpriorityQueue
{
private:
Heap<T,compare>_hp;
public:
voidpush(constT&x)
{
_hp.push(x);
}

voidpop()
{
_hp.pop();
}

T&Top()
{
return_hp.top();
}

voidPrint()
{
_hp.Print();
}

};

三、堆排序的实现

堆排序的实现简单思路，(升序)先构造出来一个大堆，调整堆后，将堆头和最后一个数据交换，最大值就换到了数组的最后，然后在调整堆，但是size需要减少1，因为最大的已经调整到最后，如果再加上它调整又会回到堆头。

int*&HeapSort(int*a,size_tsize)
{
for(inti=(size-2)/2;i>=0;i--)
{
_AdjustDown(a,size,i);
}

for(inti=0;i<size;i++)
{
swap(a[0],a[size-i-1]);
_AdjustDown(a,size-i-1,0);
}

returna;
}