堆与优先权队列的设计与实现
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一、课题名称
堆与优先权队列的设计与实现
二、课题内容和要求
设计要求：理解掌握堆与优先权队列的含义，编程动态实现：
（1）给定一组数据（可以教材为例），构造最小堆；
（2）利用同一组数据为输入序列，实现优先权队列。
三、需求分析
要求构造最小堆，所以需要一个创建堆的CreateHeap(T heap[],int n)函数，用以创建堆，函数中又要调用到向下调整AdjustDown函数，实现最小堆的生成。这两个函数包含在头文件Heap.h中。另外还要求实现优先权队列，需要一个优先权队列类PrioQueue，类中实现优先权队列的构造、调整、插入等功能。该类包含在头文件PrioQueue.h 中。要求要动态实现，故需要有输出函数实现特定形式的动态演示，包含在out.h和Out2.h中。
四、概要设计
建立工程B09040121.dsw，含五个文件，包括main.cpp，Heap.h，Prioqueue.h，out.h，Out2.h。文件Heap.h中包含创建堆的CreateHeap(T heap[],int n)函数和向下调整AdjustDown函数，文件PrioQueue.h包含优先权队列类PrioQueue，类中实现优先权队列的构造、调整、插入等功能。文件out.h和Out2.h各自定义两个输出函数，分别对应堆的输出和优先权队列的输出。
五、详细设计
上面已经介绍工程共含main.cpp，Heap.h，Prioqueue.h，out.h，Out2.h五个文件，下面列出各个文件的程序代码：
Heap.h：
template
void AdjustDown (T heap[],int r,int j)//向下调整
{
int child=2*r+1;
T temp=heap[r];
while (child<=j){
if((child
if(temp<=heap[child]) break;
heap[(child-1)/2]=heap[child];
child=2*child+1;
}
heap[(child-1)/2]=temp;
out(heap);
}
template
void CreateHeap(T heap[],int n)//建堆运算
{
for(int i=(n-2)/2;i>-1;i--) AdjustDown(heap,i,n-1);
}
PrioQueue.h
//#include
template
class PrioQueue
{
public:
PrioQueue(int mSize=20);
~PrioQueue(){delete[] q;};
bool IsEmpty() const{return n==0;}
bool IsFull() const{return n==maxSize;}
void Append(const T &x);
private:
void AdjustDown(int r,int j );
void AdjustUp(int j);
T *q;
int n,maxSize;
void Output(ostream& out) const; //打印队列中全部元素
};
template
PrioQueue
{
maxSize=mSize;
n=0;
q=new T[maxSize];
}
template
void PrioQueue
{
static int p=0;//定义静态变量p，初始化0
p++;
int i=j;
T temp=q[i];
while (i>0&&temp { q[i]=q[(i-1)/2]; i=(i-1)/2; } q[i]=temp; Out2(q,p); 调用Out2(T q[],int p) } template void PrioQueue { int child=2*r+1; T temp=q[r]; while (child<=j) { if((child if(temp<=q[child]) break; q[(child-1)/2]=q[child]; child=2*child+1; } q[(child-1)/2]=temp; out(q);//调用out(T heap[]) } template void PrioQueue { int i=0; while (i!=n) out< } enum ResultCode{Underflow,Overflow};//枚举类型列出可能出现的异常template void PrioQueue { if(IsFull()) throw Overflow; q[n++]=x; AdjustUp(n-1); } out.h #include "Heap.h"