C++实现最小堆（binary heap）

闲来无事，用C++实现了最小堆。

用到了模板类泛型编程，用数组实现的最小堆。

BinHeap.h中的声明：

template
class BinHeap
{
public:
	BinHeap(void);
	~BinHeap(void);
	void MakeEmpty();
	void Insert(const Type& x);
	Type FindMin();
	void DeleteMin();
	int IsEmpty();
	int IsFull();
private:
	int Capacity;
	int Size;
	Type Elements[COUNT];
};

其中Capacity是堆的容量，在数值上等于COUNT -1，因为堆的根从数组Elements[1]开始，Elements[0]留着，用作标记。

下面是全部代码：

BinHeap.h

#pragma once
#include 
using std::runtime_error;

#define COUNT 21
#define	MIN 0
template
class BinHeap
{
public:
	BinHeap(void);
	~BinHeap(void);
	void MakeEmpty();
	void Insert(const Type& x);
	Type FindMin();
	void DeleteMin();
	int IsEmpty();
	int IsFull();
private:
	int Capacity;
	int Size;
	Type Elements[COUNT];
};

template
BinHeap::BinHeap(void):Capacity(COUNT-1),Size(0)
{
	Elements[0] = MIN;
}

template
BinHeap::~BinHeap(void)
{
}
template
void BinHeap::MakeEmpty()
{
	for (int i=0;i
int BinHeap::IsEmpty()
{
	return Size==0;
}

template
int BinHeap::IsFull()
{
	return Size == Capacity;
}

template
Type BinHeap::FindMin()
{
	if (Size>0)
	{
		return Elements[1];
	}
	return NULL;
}

template
void BinHeap::Insert(const Type& x)
{
	if (IsFull())
	{
		runtime_error("Heap is Full!!!");
	}
	else
	{
		Size++;
		int tmpSize = Size;
		//Type tmpX = x;
		while (Elements[tmpSize/2]>x)
		{
			Elements[tmpSize] = Elements[tmpSize/2];
			tmpSize/=2;
		}
		Elements[tmpSize] = x;
	}
}

template
void BinHeap::DeleteMin()
{
	int i,child;
	Type LastElement;
	if (IsEmpty())
	{
		runtime_error("Heap is Empty!!!");
	}
	else
	{
		LastElement = Elements[Size--];//Be careful of Size--.
		for (i =1;i*2<=Size;i = child)
		{
			child = i * 2;
			if (child!=Size&&Elements[child+1] Elements[child])
			{
				Elements[i] = Elements[child];
			}
			else	
			{
				break;
			}
		}
		Elements[i] = LastElement;
	}
}

BinHeap.cpp 中是空的，就包含两个最基本的include。原因后面解释。

测试代码：

// MinHeap.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include "BinHeap.h"
#include 
using std::cout;
using std::endl;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	BinHeap bh;
	for (int i=0;i<20;i++)
	{
		int tmp = i+1;
		bh.Insert(tmp);
	}
	cout<<"the min element is "<

亲测能跑，用的IDE是vs2010.

解释一下为什么把成员函数的定义也放到了头文件中：

因为本代码用的是模板类编程，而当下很多编译器都不再支持模板类编程的声明和实现分开。即 如果把函数实现放在cpp文件里，用main函数测试的时候会出现提示

public: __thiscall BinHeap::BinHeap(void)" (??1?$Compare@H@@QAE@XZ) 无法进行初始化。

也许很久以前是支持的，但是至少vs2008和vs2010是不支持的。

所以只能把成员函数的实现也放到头文件里，就ok了～