src/xbt/heap.c

   1 /*      $Id$     */
   2
   3 /* a generic and efficient heap                                             */
   4
   5 /* Copyright (c) 2004 Arnaud Legrand. All rights reserved.                  */
   6
   7 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   9
  10 #include "xbt/sysdep.h"
  11 #include "xbt/error.h"
  12 #include "heap_private.h"
  13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(heap, xbt, "Heap");
  14
  15 /**
  16  * xbt_heap_new:
  17  * @init_size: initial size of the heap
  18  * @free_func: function to call on each element when you want to free
  19  *             the whole heap (or NULL if nothing to do).
  20  *
  21  * Creates a new heap.
  22  */
  23 xbt_heap_t xbt_heap_new(int init_size, void_f_pvoid_t * const free_func)
  24 {
  25   xbt_heap_t H = xbt_new0(struct xbt_heap, 1);
  26   H->size = init_size;
  27   H->count = 0;
  28   H->items = (xbt_heapItem_t) xbt_new0(struct xbt_heapItem, init_size);
  29   H->free = free_func;
  30   return H;
  31 }
  32
  33 /**
  34  * xbt_heap_free:
  35  * @H: poor victim
  36  *
  37  * kilkil a heap and its content
  38  */
  39 void xbt_heap_free(xbt_heap_t H)
  40 {
  41   int i;
  42   if (H->free)
  43     for (i = 0; i < H->count; i++)
  44       H->free(H->items[i].content);
  45   xbt_free(H->items);
  46   xbt_free(H);
  47   return;
  48 }
  49
  50 /**
  51  * xbt_heap_size:
  52  * @H: the heap we're working on
  53  *
  54  * returns the number of elements in the heap
  55  */
  56 int xbt_heap_size(xbt_heap_t H)
  57 {
  58   return (H->count);
  59 }
  60
  61 /**
  62  * xbt_heap_push:
  63  * @H: the heap we're working on
  64  * @content: the object you want to add to the heap
  65  * @key: the key associated to this object
  66  *
  67  * Add an element int the heap. The element with the smallest key is
  68  * automatically moved at the top of the heap.
  69  */
  70 void xbt_heap_push(xbt_heap_t H, void *content, double key)
  71 {
  72   int count = ++(H->count);
  73   int size = H->size;
  74   xbt_heapItem_t item;
  75   if (count > size) {
  76     H->size = 2 * size + 1;
  77     H->items =
  78         (void *) realloc(H->items,
  79                          (H->size) * sizeof(struct xbt_heapItem));
  80   }
  81   item = &(H->items[count - 1]);
  82   item->key = key;
  83   item->content = content;
  84   xbt_heap_increaseKey(H, count - 1);
  85   return;
  86 }
  87
  88 /**
  89  * xbt_heap_pop:
  90  * @H: the heap we're working on
  91  *
  92  * Extracts from the heap and returns the element with the smallest
  93  * key. The element with the next smallest key is automatically moved
  94  * at the top of the heap.
  95  */
  96 void *xbt_heap_pop(xbt_heap_t H)
  97 {
  98   void *max;
  99
 100   if (H->count == 0)
 101     return NULL;
 102
 103   max = CONTENT(H, 0);
 104
 105   H->items[0] = H->items[(H->count) - 1];
 106   (H->count)--;
 107   xbt_heap_maxHeapify(H);
 108   if (H->count < H->size / 4 && H->size > 16) {
 109     H->size = H->size / 2 + 1;
 110     H->items =
 111         (void *) realloc(H->items,
 112                          (H->size) * sizeof(struct xbt_heapItem));
 113   }
 114   return max;
 115 }
 116
 117 /**
 118  * xbt_heap_maxkey:
 119  * @H: the heap we're working on
 120  *
 121  * Returns the smallest key in the heap without modifying the heap.
 122  */
 123 double xbt_heap_maxkey(xbt_heap_t H)
 124 {
 125   if (H->count == 0)
 126     abort();
 127   return KEY(H, 0);
 128 }
 129
 130 /**
 131  * xbt_heap_maxcontent:
 132  * @H: the heap we're working on
 133  *
 134  * Returns the value associated to the smallest key in the heap
 135  * without modifying the heap.
 136  */
 137 void *xbt_heap_maxcontent(xbt_heap_t H)
 138 {
 139   if (H->count == 0)
 140     abort();
 141   return CONTENT(H, 0);
 142 }
 143
 144 /**
 145  * xbt_heap_maxcontent:
 146  * @H: the heap we're working on
 147  *
 148  * Restores the heap property once an element has been deleted.
 149  */
 150 static void xbt_heap_maxHeapify(xbt_heap_t H)
 151 {
 152   int i = 0;
 153   while (1) {
 154     int greatest = i;
 155     int l = LEFT(i);
 156     int r = RIGHT(i);
 157     int count = H->count;
 158     if (l < count && KEY(H, l) < KEY(H, i))
 159       greatest = l;
 160     if (r < count && KEY(H, r) < KEY(H, greatest))
 161       greatest = r;
 162     if (greatest != i) {
 163       struct xbt_heapItem tmp = H->items[i];
 164       H->items[i] = H->items[greatest];
 165       H->items[greatest] = tmp;
 166       i = greatest;
 167     } else
 168       return;
 169   }
 170 }
 171
 172 /**
 173  * xbt_heap_maxcontent:
 174  * @H: the heap we're working on
 175  * @i: an item position in the heap
 176  *
 177  * Moves up an item at position i to its correct position. Works only
 178  * when called from xbt_heap_push. Do not use otherwise.
 179  */
 180 static void xbt_heap_increaseKey(xbt_heap_t H, int i)
 181 {
 182   while (i > 0 && KEY(H, PARENT(i)) > KEY(H, i)) {
 183     struct xbt_heapItem tmp = H->items[i];
 184     H->items[i] = H->items[PARENT(i)];
 185     H->items[PARENT(i)] = tmp;
 186     i = PARENT(i);
 187   }
 188   return;
 189 }