算法之二项堆

来源：互联网发布：儿童读物在线阅读软件编辑：程序博客网时间：2024/05/17 08:10
package com.eshore.sweetop.exdataframe;
public class BinomialHeap {
    private BinomialNode head;
    public BinomialNode getHead() {
        return head;
    }
    private void setHead(BinomialNode head) {
        this.head = head;
    }
    public BinomialNode min() {
        BinomialNode nodey = null;
        BinomialNode nodex = head;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        while (nodex != null) {
            if (nodex.getKey() < min) {
                min = nodex.getKey();
                nodey = nodex;
            }
            nodex = nodex.getSibling();
        }
        return nodey;
    }
    public void link(BinomialNode nodey, BinomialNode nodez) {
        nodey.setParent(nodez);
        nodey.setSibling(nodez.getChild());
        nodez.setChild(nodey);
        nodez.setDegree(nodez.getDegree() + 1);
    }
    public void union(BinomialHeap h2) {
        this.setHead(merge(this, h2));
        BinomialNode px = null;
        BinomialNode x = this.getHead();
        BinomialNode nx = x.getSibling();
        while (nx != null) {
            if (x.getDegree() != nx.getDegree()
                    || (nx.getSibling() != null && nx.getSibling().getDegree() == x
                            .getDegree())) {
                px = x;
                x = nx;
            } else if (x.getKey() <= nx.getKey()) {
                x.setSibling(nx.getSibling());
                link(nx, x);
            } else {
                if (px == null) {
                    this.setHead(nx);
                } else {
                    px.setSibling(nx);
                }
                link(x, nx);
                x = nx;
            }
            nx = x.getSibling();
        }
    }
    public void insert(BinomialNode x) {
        BinomialHeap h = new BinomialHeap();
        x.setParent(null);
        x.setChild(null);
        x.setSibling(null);
        x.setDegree(0);
        h.setHead(x);
        union(h);
    }
    public BinomialNode merge(BinomialHeap h1, BinomialHeap h2) {
        BinomialNode head1 = h1.getHead();
        BinomialNode head2 = h2.getHead();
        BinomialNode nd = new BinomialNode();
        BinomialNode node = nd;
        while (!(head1 == null && head2 == null)) {
            if (head1 == null) {
                node.setSibling(head2);
                head2 = head2.getSibling();
            } else if (head2 == null) {
                node.setSibling(head1);
                head1 = head1.getSibling();
            } else {
                if (head1.getDegree() < head2.getDegree()) {
                    node.setSibling(head1);
                    head1 = head1.getSibling();
                } else {
                    node.setSibling(head2);
                    head2 = head2.getSibling();
                }
            }
            node = node.getSibling();
        }
        return nd.getSibling();
    }
    public BinomialNode extractMin() {
        BinomialNode nodep = null;
        BinomialNode nodey = null;
        BinomialNode nodex = head;
        BinomialNode nodeyp = null;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        while (nodex != null) {
            if (nodex.getKey() < min) {
                min = nodex.getKey();
                nodey = nodex;
                nodeyp = nodep;
            }
            nodep = nodex;
            nodex = nodex.getSibling();
        }
        if (nodey != null) {
            if (nodeyp == null) {
                this.setHead(nodey.getSibling());
            } else {
                nodeyp.setSibling(nodey.getSibling());
            }
            BinomialHeap h1 = new BinomialHeap();
            BinomialNode nd=nodey.getChild();
            nodey.setChild(null);
            BinomialNode[] nds=new BinomialNode[nodey.getDegree()];
            int i=0;
            while(nd!=null){
                nd.setParent(null);
                nds[i]=nd;
                nd=nd.getSibling();
                i++;
            }
            
            for (int j = 0; j < nds.length-1; j++) {
                nd=nds[nds.length-1-j];
                nd.setSibling(nds[nds.length-2-j]);
            }
            nds[0].setSibling(null);
            h1.setHead(nds[nds.length-1]);
            this.union(h1);
        }
        return nodey;
    }
    public void decreaseKey(BinomialNode nodex,int k){
        if(k>nodex.getKey()){
            throw new RuntimeException();
        }
        nodex.setKey(k);
        BinomialNode nodey=nodex;
        BinomialNode nodez=nodey.getParent();
        while(nodez!=null && nodey.getKey()<nodez.getKey()){
            int temp=nodey.getKey();
            nodey.setKey(nodez.getKey());
            nodez.setKey(temp);
            nodey=nodez;
            nodez=nodey.getParent();
        }
    }
    
    public void delete(BinomialNode nodex){
        decreaseKey(nodex,Integer.MIN_VALUE);
        extractMin();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        BinomialHeap bh = new BinomialHeap();
        int[] keys = { 9, 10, 5, 14, 13, 8 ,15,12,11,7,22,6};
        BinomialNode node=null;
        for (int i = 0; i < keys.length; i++) {
            BinomialNode bn = new BinomialNode();
            bn.setKey(keys[i]);
            bh.insert(bn);
            node=bn;
        }
        bh.delete(node);
        System.out.println(bh.extractMin().getKey());
        System.out.println(bh.extractMin().getKey());
    }
}