优先队列之左式堆

像二叉堆那样,左式堆(leftist heap)也具有结构特性和有序性。左式堆也是二叉树。但左式堆不是理想平衡的,趋向于偏左。


零路径长(null path length,NPL)Npl(X)定义为从X到一个没有两个儿子的节点的最短路径长。因此,具有0个或1个儿子的节点的Npl为0,而Npl(NULL)=-1。


任一节点的零路径长比它的诸儿子节点的零路径长的最小值多1.


左式堆的性质:对于堆中的每一个节点X,左儿子的零路径长至少与右儿子的零路径长一样大。

在右路径上有r个节点的左式树必然至少有2r-1 个节点。

#ifndef _LeftHeap_H

struct TreeNode;
typedef struct TreeNode *PriorityQueue;

/*Minimal set of priority queue operations */
/*Note that nodes will be shared among several */
/*leftist heaps after a merge; the user must */
/*make sure to not use the old leftist heaps */

PriorityQueue Initialize(void);
ElementType FindMin(PriorityQueue H);
int IsEmpty(PriorityQueue H);
PriorityQueue Merge(PriorityQueue H1, PriorityQueue H2);

#define Insert(X,H) (H=iNSERT1((x),H))
/*DeleteMin macro is left as an exercise */

PriorityQueue Insert1(ElementType X, PriorityQueue H):
PriorityQueue DeleteMin1(PriorityQueue H);

#endif

/*Place in implementation fiel*/
struct TreeNode
{
    ElementType Element;
    PriorityQueue Left;
    PriorityQueue Right;
    int Npl;
};


PriorityQueue Merge(PriorityQueue H1, PriorityQueue H2)

{

    if(H1==NULL)

    {

return H2;

    }

    if(H2==NULL)

    {

return H1;

    }

    if(H1->Element < H2->Element )

    {

return Merge1(H1,H2);

    }

    else

    {

return Merge1(H2,H1);

    }

}


static PriorityQueue Merge1(PriorityQueue H1,PriorityQueue H2)

{

    if(H1->Left==NULL)

H1->Left=H2;

    else

    {

H1->Right=Merge(H->Right,H2);

if(H1->Left->Npl < H1->Right->Npl)

   SwapChildren(H1);

H1->Npl=H1->Right->Npl +1;

    }

    return H1;

}


PriorityQueue Insert1( ElementType X, PriorityQueue H)

{

    PriorityQueue SingleNode;

    SingleNode=malloc(sizeof(struct TreeNode));

    if(SingleNode==NULL)

printf("Out of space!!!");

    else

    {

SingleNode->Element=X; SingleNode->Npl=0;

SingleNode->Left=SingleNode->Right=NULL;

H=Merge(SingleNode,H);

    }

    return H;

}


PriorityQueue DeleteMin1(PriorityQueue H)

{

    PriorityQueue LeftHeap,RightHeap;

    if(IsEmpty(H))

    {

printf("Priority queu is empty!");

return H;

    }

    LeftHeap=H->Left;

    RightHeap=H->Right;

    free(H);

    return Merge(LeftHeap,RightHeap);

}


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