堆排序
来源:互联网 发布:腾讯视频网络设置在哪 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 18:32
堆排序
根结点(亦称为堆顶)的关键字是堆里所有结点关键字中最大者,称为大根堆,又称最大堆。
①建堆,建堆是不断调整堆的过程,从len/2处开始调整,一直到第一个节点,此处len是堆中元素的个数。建堆的过程是线性的过程,从len/2到0处一直调用调整堆的过程,相当于o(h1)+o(h2)…+o(hlen/2) 其中h表示节点的深度,len/2表示节点的个数,这是一个求和的过程,结果是线性的O(n)。
②调整堆:调整堆在构建堆的过程中会用到,而且在堆排序过程中也会用到。利用的思想是比较节点i和它的孩子节点left(i),right(i),选出三者最大(或者最小)者,如果最大(小)值不是节点i而是它的一个孩子节点,那边交互节点i和该节点,然后再调用调整堆过程,这是一个递归的过程。调整堆的过程时间复杂度与堆的深度有关系,是lgn的操作,因为是沿着深度方向进行调整的。
③堆排序:堆排序是利用上面的两个过程来进行的。首先是根据元素构建堆。然后将堆的根节点取出(一般是与最后一个节点进行交换),将前面len-1个节点继续进行堆调整的过程,然后再将根节点取出,这样一直到所有节点都取出。堆排序过程的时间复杂度是O(nlgn)。因为建堆的时间复杂度是O(n)(调用一次);调整堆的时间复杂度是lgn,调用了n-1次,所以堆排序的时间复杂度是O(nlgn)
#include <stdio.h>//array是待调整的堆数组,i是待调整的数组元素的位置,nlength是数组的长度//本函数功能是:根据数组array构建大根堆void HeapAdjust(int array[],int i,int nLength){ int nChild; int nTemp; for(;2*i+1<nLength;i=nChild) { //子结点的位置=2*(父结点位置)+1 nChild=2*i+1; //得到子结点中较大的结点 if(nChild<nLength-1&&array[nChild+1]>array[nChild])++nChild; //如果较大的子结点大于父结点那么把较大的子结点往上移动,替换它的父结点 if(array[i]<array[nChild]) { nTemp=array[i]; array[i]=array[nChild]; array[nChild]=nTemp; } else break; //否则退出循环 }}//堆排序算法void HeapSort(int array[],int length){ int i, temp; //调整序列的前半部分元素,调整完之后第一个元素是序列的最大的元素 //length/2-1是最后一个非叶节点,此处"/"为整除 for(i=length/2-1;i>=0;--i) HeapAdjust(array,i,length); //从最后一个元素开始对序列进行调整,不断的缩小调整的范围直到第一个元素 for(i=length-1;i>0;--i) { //把第一个元素和当前的最后一个元素交换, //保证当前的最后一个位置的元素都是在现在的这个序列之中最大的 temp=array[0]; array[0]=array[i]; array[i]=temp; //不断缩小调整heap的范围,每一次调整完毕保证第一个元素是当前序列的最大值 HeapAdjust(array,0,i); }}int main(){ int i; int num[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; HeapSort(num, 10); for(i=0;i<10;i++) { printf("%d ",num[i]); } printf("\n"); return 0;}
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