堆排序实现

一、堆排序简单介绍

1、什么是堆：

堆是一个完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子结点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。堆排序的平均时间复杂度为Ο(nlogn) .

2、筛选一个节点：

筛选的目的是通过调整节点之间的key值使得以当前结点为根的子树也是一个堆。

3、堆排序的基本过程：

1、从最后一个非叶子节点（当前待排序节点数/2）开始筛选，筛选到第一个节点结束，此时第一个节点就是当前的最值。

2、将当前最值与最后一个节点交换（即取出最值）。当前待排序节点数-1。

3、在已有的堆的基础上筛选第一个节点（因为此时只有第一个节点不符合堆的特性）。

4、重复步骤2、3直到当前带排序节点数减为1。

二、代码实现

</pre><pre name="code" class="cpp">#include <stdio.h>#include <time.h>#include <stdlib.h>#define DATA_SIZE 20int*  init_data(int *a, int len);void free_date(int *a);void print_data(int *a, int len);void adjust_heap(int *a, int startidx, int len);void do_sort(int *a, int len);void swap(int *a, int i, int j);int main(){int *a;a = init_data(a, DATA_SIZE);if (!a){return -1;}printf("Before sorting:\n");print_data(a, DATA_SIZE);do_sort(a, DATA_SIZE);printf("After sorting:\n");print_data(a, DATA_SIZE);free_date(a);return 0;}int* init_data(int *a, int len){a = (int*)malloc(len*sizeof(int));if (!a){return NULL;}srand(time(NULL));int i;for (i = 0 ; i < len ; ++i){a[i] = rand()%100;}return a;}void print_data(int *a, int len){int i;for (i = 0 ; i < len ; ++i){printf("%3d", a[i]);}printf("\n");}void free_date(int *a){free(a);}void do_sort(int *a, int len){int first_no_leaf = len/2 - 1;int i;for (i = first_no_leaf ; i >= 0 ; --i){adjust_heap(a, i, len - i);}for (i = len - 1; i > 0 ; --i){swap(a, 0, i);adjust_heap(a, 0, i);}}void adjust_heap(int *a, int startidx, int len){int cur_result = startidx;int tmp = a[cur_result];while (1){int cur_left = 2*cur_result + 1;int cur_right = cur_left + 1;if (cur_right - startidx >= len){if (cur_left - startidx >= len){a[cur_result] = tmp;break;}else{if (tmp < a[cur_left]){a[cur_result] = a[cur_left];cur_result = cur_left;}else{break;}}}else{if (a[cur_left] >= a[cur_right]){if (tmp < a[cur_left]){a[cur_result] = a[cur_left];cur_result = cur_left;}else{break;}}else{if (tmp < a[cur_right]){a[cur_result] = a[cur_right];cur_result = cur_right;}else{break;}}}}a[cur_result] = tmp;}void swap(int *a, int i, int j){int tmp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = tmp;}