斐波那契堆

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斐波那契堆(Fibonacci Heap)是一种一种基于树的数据结构,常用于实现优先队列,可以支持合并操作(meldable heap)的堆,也是一种懒惰删除的堆(lazy deletion heap)。斐波那契堆可以在很多算法中应用,例如图算法中的最短路径算法、最小生成树算法和最大流算法等。

斐波那契堆的特点包括:

合并操作的时间复杂度为 O(1)。
插入和删除元素的时间复杂度为 O(1)。
查找最小元素的时间复杂度为 O(1)。
支持懒惰删除操作。

相比于二叉堆,斐波那契堆的时间复杂度更优,但实现上更复杂一些。

斐波那契堆的基本操作包括:

  1. 插入节点:将新节点插入堆中。
  2. 删除最小节点:删除堆中最小的节点,并将其子节点加入堆中。
  3. 减小节点的键值:将某个节点的键值减小,并更新堆。
  4. 删除节点:将某个节点从堆中删除。
  5. 合并堆:将两个堆合并为一个堆。

斐波那契堆的实现一般使用一个双向循环链表来存储堆中的节点,并使用一个指向最小节点的指针来快速查找最小节点。此外,每个节点还包括一个指向其父节点的指针、一个指向其一个子节点的指针和一个指向其右兄弟节点的指针。节点的度数可以表示为其子节点的数量。

以下是斐波那契堆的C语言实现

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