二项队列的建立c语言
时间: 2023-11-10 16:03:09 浏览: 40
二项队列是一种基于二项堆的数据结构,它能够实现常见的队列操作,如入队、出队和获取队列元素个数。以下是一个用C语言实现二项队列的简单思路。
首先,需要定义一个二项堆的数据结构。二项堆是一棵满足特定性质的二叉树,每个节点有一个关键字和一个存储队列元素的指针。可以使用一个结构体来表示二项堆的节点。
```c
typedef struct BinomialHeapNode {
int key; // 节点关键字
QueueNode* value; // 存储队列元素的指针
int degree; // 子树的度数
struct BinomialHeapNode* parent; // 父节点指针
struct BinomialHeapNode* child; // 第一个子节点指针
struct BinomialHeapNode* sibling; // 兄弟节点指针
} BinomialHeapNode;
```
接下来,需要实现二项队列的入队操作。入队操作需要将新元素构造为一个二项堆,然后按照二项堆合并的规则与已有的二项堆合并。
```c
void enqueue(BinomialHeapNode** root, int key, QueueNode* value) {
BinomialHeapNode* newNode = createNode(key, value); // 创建新节点
BinomialHeapNode* newHeapRoot = newNode; // 新节点作为单元素二项堆的根节点
newHeapRoot->degree = 0;
newHeapRoot->parent = NULL;
newHeapRoot->child = NULL;
newHeapRoot->sibling = NULL;
*root = mergeHeap(*root, newHeapRoot); // 合并二项堆,更新根节点指针
}
```
然后,需要实现二项队列的出队操作。出队操作需要找到具有最小关键字的节点,并从根节点链表中删除该节点,再将其子节点们合并到一个新的二项堆中。
```c
QueueNode* dequeue(BinomialHeapNode** root) {
BinomialHeapNode* minNode = findMin(*root); // 找到关键字最小的节点
*root = removeNode(*root, minNode); // 从根节点链表中删除该节点
BinomialHeapNode* childRoot = reverseChildren(minNode); // 将子节点们反转为新的二项堆根
*root = mergeHeap(*root, childRoot); // 合并二项堆,更新根节点指针
QueueNode* dequeuedValue = minNode->value; // 记录要出队的元素
free(minNode); // 释放节点内存
return dequeuedValue;
}
```
最后,通过迭代根节点链表,可以计算出队列的元素个数。
```c
int getSize(BinomialHeapNode* root) {
int size = 0;
BinomialHeapNode* currentNode = root;
while (currentNode != NULL) {
size += pow(2, currentNode->degree); // 根节点的度数表示对应子节点数量
currentNode = currentNode->sibling;
}
return size;
}
```
以上是用C语言实现二项队列的基本思路,具体的实现细节可能因为具体需求和使用的数据结构而有所不同。