在C中制作一个计算PriorityQueue中元素数量的函数

Posted 2023-02-16

【中文标题】在C中制作一个计算PriorityQueue中元素数量的函数

【英文标题】：Making a function that counts number of elements in PriorityQueue in C

【发布时间】：2020-01-21 11:10:10

【问题描述】：

任务： 我正在为我的结构和算法大学课程做作业。任务是使用堆在 C 中实现优先级队列并形成 main 以便它可以支持以下操作：INSERT s（在优先级队列中插入字符串）DELETE（删除优先级最低的元素）NUMBER（返回优先级队列中的元素数）我们还应该打印出来每次我们在 main 中编写操作时，优先级队列的预排序。我们可以假设堆是用指针实现的。所以我以如下结构实现了它：

typedef char* elementtype;

typedef struct celltag 
    elementtype zapis;
    struct celltag *left, *right, *parent;
   celltype;

typedef celltype* node;
typedef celltype* PriorityQueue;

我还实现了以下功能：

void PrMakeNull(PriorityQueue *Ap)
int PrEmpty(PriorityQueue A)
void PrInsert(elementtype x, PriorityQueue *Ap)
elementtype PrDeleteMin(PriorityQueue *Ap)
void Preorder(PriorityQueue A)

问题： 我应该用这样的标题实现“数字函数”：

int Number(PriorityQueue P)

该函数在调用 Number(A) 后不应更改优先队列 A。此外，该功能应该独立于优先队列实现。 （我认为这意味着我应该只使用 PrMakeNull、PrEmpty、PrInsert、PrDeleteMin）。这甚至可能吗？我怎么能做到？它应该是什么样子？我尝试了什么：1)

//This one is independent on Priority Queue implementation but destroys the Priority Queue. 
int Number(PriorityQueue P)
    PriorityQueue S;
    PrMakeNull(&S);
    int counter=0;
    while(!PrEmpty(P))
    
        PrInsert(PrDeleteMin(&P), &S);
        counter++;
    
    while(!PrEmpty(S))
    
        PrInsert(PrDeleteMin(&S), &P);
    
    return counter;

2)

//This one is dependent on Priority Queue implementation but doesn't destroy the Priority Queue. 
int Number(PriorityQueue A)
    int returning_number=1;
    if (A == NULL)
        return 0;
    if(A->left!=NULL)
        returning_number+=Number(A->left);
    if(A->right!=NULL)
        returning_number+=Number(A->right);
    return returning_number;

【问题讨论】：

“我认为这意味着......” - 那你应该问问你的老师。

那他不应该给我半功课的答案吗？我想我必须这样做......

您可能想阅读此内容。不要用 typedef 隐藏结构和指针。 ***.com/a/54752982/6699433

您的队列似乎是一棵树（不是队列）。

这是通过堆实现的优先队列（二叉树的一种）

【参考方案1】：

您可以使用不依赖于您列出的函数的递归算法来解决此问题。 代码可能是这样的：

int Number(PriorityQueue A)

    if(!A) return 0;

    return 1 + Number(A->left) + Number(A->right);

我认为这是解决这个问题的最佳方法。

如果您在递归方面遇到问题，我会给您一个有用的链接：

recursion

编辑：

我认为不可能从优先队列的结构中抽象出来，因为PrEmpty、PrInsert、PrDeleteMin 和Preorder 的实现已经依赖于优先队列的结构。那么为什么要寻找一个只依赖于这些功能的实现呢？同样为了通用，您可以定义另一个函数来搜索元素而不删除它们，并在上述函数的同一级别实现它，或者更好地在优先级队列上使用简单的迭代器。

【讨论】：

我理解你写的递归。这是我的 2) 代码的较短版本。但是，如果您像这样实现优先级队列，同样的功能也应该起作用（功能应该独立于实现）： typedef struct elementtype elements[MAXSIZE] ;最后一个； PriorityQueue;

搜索仅依赖于这些函数的实现在我看来也很愚蠢！但我认为这就是任务。这些函数是我们书中描述优先队列的函数。上次，我的朋友使用了特定于实现的表示法，只得到了 4/8 分。

是的，但我建议你问问你的教授你的解决方案1是否可以，或者你是否可以创建新的辅助功能

我问我的助理，你提供的功能是否足够好。

非常感谢...如果正确请采纳答案

【参考方案2】：

int Number(PriorityQueue A) 
    if(PrEmpty(A)) return 0;
    elementType val = PrDeleteMin(&A);
    int num = 1 + Number(A);
    PrInsert(val, &A);
    return num;

【讨论】：

此解决方案会破坏您的队列，就像您在选项 1 代码中所做的那样。 PrDeleteMin(&A) 返回 elementType 的副本并从队列中删除该元素，这样 A 被破坏然后重建，就像您在代码 1 中所做的那样

它改变了 PriorityQueue。