fibonacci heap.(C++)
这是一个简单的fibonacciheap样图。
//斐波那契堆. #include <iostream> #include <type_traits> #include <cmath>
template<typename T>
class FibNode{
public:
T key;//堆内数据。如果key是一个class需要重载operator<().
int degree;//维度. 当前节点中孩子链表中孩子的数目.
FibNode<T>* left;
FibNode<T>* right;
FibNode<T>* parent;
FibNode<T>* child;
bool mark; //记录该节点是否删除了第一个孩子. 删除了为true,没删除为false;
FibNode(const T& k);
};
template<typename T>
FibNode<T>::FibNode(const T& k)
:key(k),
degree(0),
left(this), //由于fibonacci堆的特点是所有节点串起来(从左到右 从右到左)是一个双向的链表所以当创建一个新节点的时候也就是说
right(this), //值由一个节点的时候那么该节点的的父节点(parent)和孩子节点(child)都是可以为空的。但是由于是一个双向链表所以他的左右节点都是他自己。
parent(nullptr),
child(nullptr),
mark(false)
{
//节点构造函数。
}
template<typename U>
class FibHeap{
private:
int nodeNumber;//堆内的节点总数.
int maxDegree;//记录堆内拥有最多孩子节点的节点的维度.
FibNode<U>* minNode;//关键字最小的节点.(也就是FibHeap的头节点.)
void addNode(FibNode<U>* node, FibNode<U>* root);//这里的root一般就是minNode.
void combine(FibNode<U>* a, FibNode<U>* b);
void removeMin(FibNode<U>* deletedNode);
void consolidate();
FibNode<U>* getMin();
void link(FinNode<U>* a, FibNode<U>* b);
template<typename Ty, class=typename std::enable_if< std::is_same<U, Ty>::value, void >::type>
void cut(FibNode<Ty>* cutedNode, FibNode<Ty>* parent);
template<typename Ty, class=typename std::enable_if< std::is_same<U, Ty>::value, void >::type>
void cascadingCut(FibNode<Ty>* node);
public:
FibHeap();
~FibHeap();
template<typename Ty, class=typename std::enable_if< std::is_same<U, Ty>::value, void >::type>
void insert(const Ty& k);
template<typename X, class=typename std::enable_if< std::is_same<U, X>::value, void >::type>
void unionHeap(FibHeap<X>* other);
FibNode<U>* extractMin();
void renewDegree(FibNode<U>* parent, const int& tempDegree);
template<typename Ty, class=typename std::enable_if< std::is_same<U, Ty>::value, void >::type>
void decrease(FibNode<Ty>* decNode, const Ty& k);
};
template<typename U>
FibHeap<U>::FibHeap()
:maxNumber(0),
maxDegree(0),
minDegree(nullptr)
{
std::cout<<"success"<<std::endl;
}
1，insert操作:
template<typename U>
template<typename Ty, class>
void FibHeap<U>::insert(const Ty& k)
{
FibNode<Ty>* tempNode=new FibNode<Ty>(k);
if(tempNode == nullptr){
return;
}
if(this->nodeNumber == 0){
this->minNode=tempNode;
}else{
this->addNode(tempNode, this->minNode);
if(node->key < (this->minNode)->key){ //对比被插入节点的key值是否小于heap内key最小的点，如果小于那么另heap等于当前被插入的节点.
minNode=node;
}
}
++nodeNumber;//节点增加一个此处加1.
}
template<typename U>
void FibHeap<U>::addNode(FibNode<U>* node, FibNode<U>* root)
{
node->left = root->left; //另被插入节点的左节点等于根节点右节点.
(root->left)->right = node; //另minNode节点的左节点的右节点等于将要插入的节点.
node->right = root;
root->left = node;
}