优先队列Priority_Queue

//  Priority_Queue.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include  " stdafx.h "
#include  < assert.h >
#include  < iostream >
#include  < algorithm >

class  Max_Heapify ... {
private:
    int m_size;
public:
    int Parent(int i)...{ return i/2; }
    int Left(int i)  ...{ return 2*i; }
    int Right(int i) ...{return 2*i+1;}
    
    void Max_Adus_Heapify(int A[],int i)
    ...{
        int l = Left(i);
        int r = Right(i);
        int largest = i;
        if((l <= m_size) && (A[l] > A[i]))//
            largest = l;
//从元素A[Left(i)],A[Right(i)],A[i]找出最大的元素。
        
        if((r <= m_size) && (A[r] >A[largest]))
            largest = r;
//并将下标存放在largest中。如果A[i]最大，则以i为根的子树而使i及其子树满足堆的性质。        
        if (largest != i)
        ...{
          std::swap(A[i], A[largest] );//
         Max_Adus_Heapify(A, largest); //
        }
//下标为largest的节点在交换后的值是A[i]，以该节点为根的子树又有可能违反最大堆的性质。因而要递归调用。        
    
    }
    void Build_Max_Heapify(int A[])
    ...{   
           for(int i = m_size/2; i >= 0; i--)
           Max_Adus_Heapify(A, i);
    }
//建堆：子数组A[n/2+1...n]中的元素都是叶子节点，因此每个都可以看作只含一个元素的堆.
//m_size/2与m_size一样都正确，也就是上面句子的解释。


public:
    Max_Heapify():m_size(NULL)...{}
    Max_Heapify(int A[],int size)
    ...{ 
        m_size =  size-1;
        Build_Max_Heapify(A);
    }
   
    void Heap_Sort(int A[])
    ...{  
        Build_Max_Heapify(A);
        for(int i = m_size; i >= 1; i--)
        ...{
            std::swap(A[0], A[i]);
            --m_size;
            Max_Adus_Heapify(A, 0);
        }
    }      
 //Build_Max_Heapify(),将使A[0]达到最大值。这样一直循环交换存放在数组A[i]中，递归调用。

    ~Max_Heapify()...{}
} ;

class  Priority_Queue :  private   Max_Heapify ... {
private:
    int heap_size;
public:
    Priority_Queue(int A[], int _size):Max_Heapify(A, _size)...{ heap_size = _size-1; }
    int  Heap_Maximum(int A[])...{return A[0];}//返回具有最大关键字的元素
    int  Heap_Extract_Max(int A[])//去掉并返回最大关键字元素
    ...{ 
        assert( heap_size >= 0);
        int max = A[0];
        A[0] = A[heap_size];
        heap_size = heap_size - 1;
        Max_Adus_Heapify(A, 0);

        return max;
    }
    void Heap_Increase_Key(int A[], int i, int key) //关键字增加的下标，是由对应的i来标识
    ...{
        assert(key > A[i]);
        A[i] = key;
        while ((i >= 0) && (A[Parent(i)] < A[i]))
        ...{   //在移动的过程中，次元素不断地与其父母相比，如果次元素的关键字较大，
            std::swap(A[i], A[Parent(i)]);//则交换它们的关键字且继续移动。当元素的关键字小于其父母时，
            i = Parent(i);//此时最大堆性质成立，因此程序终止。
        }

    
    }
    void Max_Heap_Insert(int A[], int key)
    ...{ 
        heap_size = heap_size + 1;
        A[heap_size] = -2147483648;
        Heap_Increase_Key(A, heap_size, key);
    
    }

    ~Priority_Queue()...{}
} ;

int  main( int  argc,  char *  argv[])
... {
    
    int A[11] = ...{ 30, 45, 22, 72, 9, 12, 26, 80, 22, 43,1};
    int size = sizeof(A)/sizeof(A[0]);
    Priority_Queue p(A, size);
    std::cout<<p.Heap_Maximum(A)<<std::endl;
    std::cout<<    p.Heap_Extract_Max(A)<<std::endl;
    std::cout<<p.Heap_Maximum(A)<<std::endl;
    p.Heap_Increase_Key(A,5,85);
    std::cout<<p.Heap_Maximum(A)<<std::endl;
    p.Max_Heap_Insert(A, 9999);
    std::cout<<p.Heap_Maximum(A)<<std::endl;
//    std::copy(A, A+11, std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    return 0;
}