Friday, 24 November 2017

C++ Program to Implement Ternary Heap


Code:

#include   iostream
#include   cstdio
#include   cstring
#include   algorithm
#include   cmath
#include   vector
#include   cstdlib
int const N = 16;
using namespace std;
/*
 * Ternary Heap Class Declaration
 */
class Ternary_Heap
{
    private:
        int heap_capacity;
        int initial_capacity;
        int *array;
        int heap_size;
        void double_capacity()
        {
            int *tmp_array = new int[2 * capacity()];
            for (int i = 0; i < size(); ++i)
            {
                tmp_array[i] = array[i];
            }
            delete [] array;
            array = tmp_array;
            heap_capacity *= 2;
        }
        void halve_capacity()
        {
            int *tmp_array = new int[capacity() / 2];
            for (int i = 0; i < size(); ++i)
            {
                tmp_array[i] = array[i];
            }
            delete [] array;
            array = tmp_array;
            heap_capacity /= 2;
        }
    public:
        Ternary_Heap(int);
        ~Ternary_Heap();
        Ternary_Heap(Ternary_Heap &);
        Ternary_Heap &operator=(Ternary_Heap &heap);
        friend ostream &operator <<(ostream &, Ternary_Heap &);
        /*
         * Check if Heap is Empty
         */
        bool empty()
        {
            return heap_size == 0;
        }
        /*
         * Return Size of the Heap
         */
        int size()
        {
            return heap_size;
        }
        /*
         * Return Capacity of the Heap
         */
        int capacity()
        {
            return heap_capacity;
        }
        /*
         * Count elements in the Heap
         */
        int count(int &obj)
        {
            int c = 0;
            for (int i = 0; i < size(); i++)
            {
             if (array[i] == obj)
                ++c;
            }
            return c;
        }
        /*
         * Returns Top element of the Heap
         */
        int top()
        {
            if (empty())
                return NULL;
            return array[0];
        }
        /*
         * Push the element into the Heap
         */
        void push(int &obj)
        {
            if (size() == capacity())
                double_capacity();
            int i = heap_size;
            ++heap_size;
            while (i != 0 && array[(i - 1) / 3] > obj)
            {
                array[i] = array[(i - 1) / 3];
                i = (i - 1) / 3;
            }
            array[i] = obj;
        }
        /*
         * Remove element from the Heap
         */
        void pop()
        {
            if (empty())
                return;
            --heap_size;
            int last = array[size()];
            int posn = 0;
            int posn30 = 0;
            int posn33 = 3;
            while (posn33 < size())
            {
                int posn31  = posn30 + 1;
                int posn32 = posn30 + 2;
                int min = last;
                int loc = posn;
                if (array[posn33] < min)
                {
                    min = array[posn33];
                    loc = posn33;
                }
                if (array[posn32] < min)
                {
                    min = array[posn32];
                    loc = posn32;
                }
                if (array[posn31] < min)
                {
                    min = array[posn31];
                    loc = posn31;
                }
                array[posn] = min;
                if (posn == loc)
                {
                    if (4 * size() == capacity())
                    {
                        if (capacity() > initial_capacity)
                        {
                            halve_capacity();
                        }
                    }
                    return;
                }
                posn = loc;
                posn30 = 3 * loc;
                posn33 = posn30 + 3;
            }
            int min = last;
            int loc = posn;
            int posn31 = posn30 + 1;
            int posn32 = posn30 + 2;
            switch (posn33 - size())
            {
            case 0:
                if (array[posn32] < min)
                {
                    min = array[posn32];
                    loc = posn32;
                }
            case 1:
                if (array[posn31] < min)
                {
                    min = array[posn31];
                    loc = posn31;
                }
            }
            array[posn] = min;
            if (posn != loc)
            {
                array[loc] = last;
            }
        }
        /*
         * Clear Heap
         */
        void clear()
        {
            heap_size = 0;
            if (heap_capacity != initial_capacity)
            {
                heap_capacity = initial_capacity;
                delete [] array;
                array = new int[heap_capacity];
            }
        }
};
Ternary_Heap::Ternary_Heap(int n)
{
    heap_capacity = max(1, n);
    initial_capacity = heap_capacity;
    array = new int [heap_capacity];
    heap_size = 0;
}

Ternary_Heap::~Ternary_Heap()
{
    delete [] array;
}

Ternary_Heap::Ternary_Heap(Ternary_Heap &heap)
{
    heap_capacity = heap.heap_capacity;
    initial_capacity = heap.initial_capacity;
    array = new int [heap_capacity];
    heap_size = heap.heap_size;
    for (int i = 0; i < heap_size; i++)
    {
        array[i] = heap.array[i];
    }
}

Ternary_Heap &Ternary_Heap::operator=(Ternary_Heap &heap)
{
    if (this == &heap)
        return *this;
    if (heap_capacity != heap.heap_capacity)
    {
        delete [] array;
        heap_capacity = heap.heap_capacity;
        array = new int [heap_capacity];
    }
    initial_capacity = heap.initial_capacity;
    heap_size = heap.heap_size;
    for (int i = 0; i < size(); i++)
    {
        array[i] = heap.array[i];
    }
    return *this;
}

ostream &operator << (ostream &out, Ternary_Heap &heap)
{
    out << "Size:             " << heap.size() << endl;
    out << "Capacity:         " << heap.capacity() << endl;
    out << "Initial capacity: " << heap.initial_capacity << endl;
    out << "The Heap is:   ";
    for (int i = 0; i < heap.size(); ++i)
    {
        out << heap.array[i] << "   ";
    }
    out << endl;
    return out;
}

/*
 * Main Contains Menu
 */
int main()
{
    Ternary_Heap heap(8);
    for (int i = 0; i < N; ++i) 
    {
        int x = (5 + 7 * i) % N;
        heap.push(x);
        cout << heap << endl;
    }

    for (int i = 0; i < N; ++i)
    {
        cout << "Current top: " << heap.top() << endl;
        heap.pop();
        cout << heap << endl;
    }
    cout << heap << endl;
    return 0;
}



Output:

Size:             1
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   5

Size:             2
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   5   12

Size:             3
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   3   12   5

Size:             4
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   3   12   5   10

Size:             5
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   5   10   12

Size:             6
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   5   10   12   8

Size:             7
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   5   10   12   8   15

Size:             8
Capacity:         8
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   5   10   12   8   15   6

Size:             9
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   5   10   12   8   15   6   13

Size:             10
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   4   10   12   8   15   6   13   5

Size:             11
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   4   10   12   8   15   6   13   5   11

Size:             12
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   4   2   12   8   15   6   13   5   11   10

Size:             13
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   4   2   12   8   15   6   13   5   11   10   9

Size:             14
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   0   1   4   2   3   8   15   6   13   5   11   10   9   12

Size:             15
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   0   1   4   2   3   8   15   6   13   5   11   10   9   12   7


Size:             16
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   0   1   4   2   3   8   15   6   13   5   11   10   9   12   7   14

Current top: 0
Size:             15
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   1   3   4   2   7   8   15   6   13   5   11   10   9   12   14


Current top: 1
Size:             14
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   2   3   4   9   7   8   15   6   13   5   11   10   14   12

Current top: 2
Size:             13
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   3   7   4   9   12   8   15   6   13   5   11   10   14

Current top: 3
Size:             12
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   4   7   5   9   12   8   15   6   13   14   11   10

Current top: 4
Size:             11
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   5   7   6   9   12   8   15   10   13   14   11

Current top: 5
Size:             10
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   6   7   10   9   12   8   15   11   13   14

Current top: 6
Size:             9
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   7   8   10   9   12   14   15   11   13

Current top: 7
Size:             8
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   8   12   10   9   13   14   15   11

Current top: 8
Size:             7
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   9   12   10   11   13   14   15

Current top: 9
Size:             6
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   10   12   15   11   13   14

Current top: 10
Size:             5
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   11   12   15   14   13

Current top: 11
Size:             4
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   12   13   15   14

Current top: 12
Size:             3
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   13   14   15

Current top: 13
Size:             2
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   14   15

Current top: 14
Size:             1
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:   15

Current top: 15
Size:             0
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:

Size:             0
Capacity:         16
Initial capacity: 8
The Heap is:

------------------
(program exited with code: 1)
Press return to continue



More C++ Programs:

















100+ Best Home Decoration Ideas For Christmas Day 2019 To Make Home Beautiful

Best gifts for Christmas Day | Greeting cards for Christmas Day | Gift your children a new gift on Christmas day This Christmas d...