堆的简单应用

来源：互联网发布：现货数据行情分析系统编辑：程序博客网时间：2024/05/18 03:14

一、大数据的处理

给出N个数据，要求找到并输出这N个数里面最大的K个数

思路：利用堆，先建一个开辟一个大小为K的数组，从N个数据里拿出K个数据放到堆里面，然后再通过向

下调整法把堆调整为最小堆，此时数组的第一个元素就是堆里面最小的元素，然后在剩下的N-K个

数据中依次和堆里面最小的数据进行比较，若比第一个元素大，则交换两个的值，每交换一次就向下调

整一次，保证在最上面的是最小元素，这样一直到所有数据比较完毕，此时堆里面存储的k个数据就是最

大的k个数据。

下面是实现代码

#include<iostream>#include<algorithm>using namespace std;//1.在N个数据当中找出最大的K个数const int N = 10000;const int K = 100;void AdjustDown1(int a[], int size, int parent)  //建一个小堆{int child = parent * 2 + 1;while (child < K){if ((child + 1 < K) && (a[child + 1] < a[child])){child++;}if (a[child] < a[parent]){swap(a[child], a[parent]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else{break;}}}void GetTopK(int a[],int TopK[]){assert(K < N);int i = 0;int j = 0;int m = 0;int n = 0;for (i = 0; i < K; i++){TopK[i] = a[i];     //取出a中的前k个数字放到topk[]里面}//建堆for (j = (K - 2) / 2; j >0; --j){AdjustDown1(TopK,K,j);}for (int m = 0; m < N; ++m){if (a[m]>TopK[0]){TopK[0] = a[m];AdjustDown1(TopK, K, 0);}}for (int n = 0; n < K; ++n)  //一次输出K个最大数{cout << TopK[n] << " ";}cout << endl;}

测试代码

#include"BIgData.h"void TestTopK(){int a[N];int TopK[K];for (int i = 0; i < N; ++i){a[i] = i;}GetTopK(a, TopK);}int main(){TestTopK();system("pause");return 0;}

测试结果

为了便于调试，我用的测试栗子比较简单，大家可以尝试一下更一般的栗子哦~

二.堆排序

思路：利用堆，建一个最大堆，每次选出最大的数据与数组末尾的数据进行交换，然后再进行一次向下

调整变成最大堆，始终保持最上面的为当前最大的数据，假设数组由n个数据，则下次就让第一个数据与

数组的第n-1个数据作比较，因为第n个数据已经是最大的了，每交换一次要调整一次，这样当比较到第

一个数据时这个堆就是一个有序的了。

实现代码如下：

//2.堆排序：建大堆，每次找到最大的数据交换到数组末尾，将剩下的数据AdjustDown，再进行交换void AdjustDown2(int a[],int size,size_t parent){int child = parent * 2 + 1;while (child<size){if ((child + 1 < size)&&a[child] < a[child + 1]){++child;}if (a[child] > a[parent])   {swap(a[child], a[parent]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else{break;}}}void Heap_Sort(int a[], size_t n){for (int i = (n - 2) / 2; i >= 0; i--)  //注意边界条件{AdjustDown2(a, n, i);}for (int i = 0; i < n; ++i){swap(a[0], a[n - 1-i]);AdjustDown2(a, n - 1 - i, 0);}for (int i = 0; i < n; ++i){cout << a[i] << " ";}cout << endl;}

测试代码：

void TestHeap_Sort(){int a[] = { 10, 12, 9, 15, 13, 17, 16, 18, 20,14 };Heap_Sort(a, 10);}int main(){TestHeap_Sort();system("pause");return 0;}

测试结果：

以上便是堆的两种简单应用啦，不足之处还请大家指出哦~

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