jediacademy/code/Ratl/heap_vs.h

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// RAVEN STANDARD TEMPLATE LIBRARY
//  (c) 2002 Activision
//
//
// Heap
// ------
//
//
//
//
// TODO:
//
//
// NOTES:
//
//
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#if !defined(RATL_HEAP_VS_INC)
#define RATL_HEAP_VS_INC


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Includes
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#if !defined(RATL_COMMON_INC)
	#include "ratl_common.h"
#endif
namespace ratl
{



////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// The Vector Class
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
template<class T>
class heap_base : public ratl_base
{
public:
	typedef typename T TStorageTraits;
	typedef typename T::TValue TTValue;
 	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Capacity Enum
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 	enum 
	{
		CAPACITY		= T::CAPACITY
	};
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Data
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
private:
	array_base<TStorageTraits>	mData;					// The Memory
	int							mPush;					// Address Of Next Add Location


	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Returns The Location Of Node (i)'s Parent Node (The Parent Node Of Zero Is Zero)
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	static int			parent(int i)
	{
		return ((i-1)/2);
	}

	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Returns The Location Of Node (i)'s Left Child (The Child Of A Leaf Is The Leaf)
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	static int			left(int i)	
	{
		return (2*i)+1;
	}

	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Returns The Location Of Node (i)'s Right Child (The Child Of A Leaf Is The Leaf)
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	static int			right(int i)
	{
		return (2*i)+2;
	}

	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Returns The Location Of Largest Child Of Node (i)
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	int			largest_child(int i) const
	{
		if (left(i)<mPush)
		{
			if (right(i)<mPush)
			{
				return ( (mData[right(i)] < mData[left(i)]) ? (left(i)) : (right(i)) );
			}
			return left(i);	// Node i only has a left child, so by default it is the biggest
		}
		return i;		// Node i is a leaf, so just return it
	}


	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Swaps Two Element Locations
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	void		swap(int a, int b)
	{
		if (a==b)
		{
			return;
		}
		assert(a>=0 && b>=0 && a<CAPACITY && b<CAPACITY);
		mData.swap(a,b);
	}

	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Swaps The Data Up The Heap Until It Reaches A Valid Location
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	void		reheapify_upward(int Pos)
	{
		while (Pos && mData[parent(Pos)]<mData[Pos])
		{
			swap(parent(Pos), Pos);
			Pos = parent(Pos);
		}
	}

	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Swaps The Data Down The Heap Until It Reaches A Valid Location
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	void		reheapify_downward(int Pos)
	{
		int largestChild = largest_child(Pos);
		while (largestChild!=Pos && mData[Pos]<mData[largestChild])
		{
			swap(largestChild, Pos);
			Pos = largestChild;
			largestChild = largest_child(Pos);
		}
	}

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Validate Will Run Through The Heap And Make Sure The Top Element Is Smallest
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	bool		valid()
	{
		for (int i=1; i<mPush; i++)
		{
			if (mData[0]<mData[i])
			{
				return false;
			}
		}
		return true;
	}
public:
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Constructor
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	heap_base() : mPush(0)
	{
	}

	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Get The Size (The Difference Between The Push And Pop "Pointers")
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	int				size() const
	{
		return mPush;
	}
	
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Check To See If The Size Is Zero
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	bool			empty() const
	{
		return !size();
	}

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Check To See If The Size Is Full
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	bool			full() const
	{
		return size()==CAPACITY;
	}

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Empty Out The Entire Heap
	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	void			clear()
	{
		mPush = 0;
		mData.clear();
	}

	////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Get The Data Value At The Top Of The Heap
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	const TTValue &		top() const
	{
		assert(mPush>0);		// Don't Try To Look At This If There Is Nothing In Here
		return mData[0];
	}


    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Add A Value To The Queue
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	void			push(const TTValue& nValue)
	{
		assert(size()<CAPACITY);

		// Add It
		//--------
		mData.construct(mPush,nValue);

		// Fix Possible Heap Inconsistancies
		//-----------------------------------
		reheapify_upward(mPush);
		
		mPush++;
		assert(valid());
	}

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Alloc A Value, call push_alloced to add
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	TTValue&	alloc()
	{
		assert(size()<CAPACITY);

		// Add It
		//--------
		mData.construct(mPush);

		return mData[mPush];
	}

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Alloc A Raw Value for placement new, call push_alloced to add
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	TRatlNew *	alloc_raw()
	{
		assert(size()<CAPACITY);

		return mData.alloc_raw(mPush);
	}

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Add A Value To The Queue, after filling an alloced slot
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	void			push_alloced()
	{
		assert(size()<CAPACITY);
		// Fix Possible Heap Inconsistancies
		//-----------------------------------
		reheapify_upward(mPush);
		
		mPush++;
		assert(valid());
	}

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// Remove A Value From The Queue
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	void			pop()
	{
		assert(size()>0);

		mPush--;

		// Swap The Lowest Element Up To The Spot We Just "Erased"
		//---------------------------------------------------------
		swap(0, mPush);
		mData.destruct(mPush);

		// Fix Possible Heap Inconsistancies
		//-----------------------------------
		reheapify_downward(0);
		assert(valid());
	}



};
template<class T, int ARG_CAPACITY>
class heap_vs : public heap_base<storage::value_semantics<T,ARG_CAPACITY> >
{
public:
	typedef typename storage::value_semantics<T,ARG_CAPACITY> TStorageTraits;
	typedef typename TStorageTraits::TValue TTValue;
 	enum 
	{
		CAPACITY		= ARG_CAPACITY
	};
	heap_vs() {}
};

template<class T, int ARG_CAPACITY>
class heap_os : public heap_base<storage::object_semantics<T,ARG_CAPACITY> >
{
public:
	typedef typename storage::object_semantics<T,ARG_CAPACITY> TStorageTraits;
	typedef typename TStorageTraits::TValue TTValue;
 	enum 
	{
		CAPACITY		= ARG_CAPACITY
	};
	heap_os() {}
};

template<class T, int ARG_CAPACITY, int ARG_MAX_CLASS_SIZE>
class heap_is : public heap_base<storage::virtual_semantics<T,ARG_CAPACITY,ARG_MAX_CLASS_SIZE> >
{
public:
	typedef typename storage::virtual_semantics<T,ARG_CAPACITY,ARG_MAX_CLASS_SIZE> TStorageTraits;
	typedef typename TStorageTraits::TValue TTValue;
 	enum 
	{
		CAPACITY		= ARG_CAPACITY,
		MAX_CLASS_SIZE	= ARG_MAX_CLASS_SIZE
	};
	heap_is() {}
};

}
#endif