【堆】堆排序
来源:互联网 发布:什么软件可以升级win10 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 10:39
堆排序与快速排序,归并排序一样都是时间复杂度为O(N*logN)的几种常见排序方法。学习堆排序前,先讲解下什么是数据结构中的二叉堆。
1.二叉堆的定义
二叉堆是完全二叉树或者是近似完全二叉树。
二叉堆满足二个特性:
1.父结点的键值总是大于或等于(小于或等于)任何一个子节点的键值。
2.每个结点的左子树和右子树都是一个二叉堆(都是最大堆或最小堆)。
当父结点的键值总是大于或等于任何一个子节点的键值时为最大堆。当父结点的键值总是小于或等于任何一个子节点的键值时为最小堆。下图展示一个最小堆:
2.堆的存储
一般都用数组来表示堆,i结点的父结点下标就为(i – 1) / 2。它的左右子结点下标分别为2 * i + 1和2 * i + 2。如第0个结点左右子结点下标分别为1和2。
3.构造初始堆(堆化数组)
初始化堆的时候是对所有的非叶子结点进行筛选。
最后一个非终端元素的下标是[n/2]向下取整,所以筛选只需要从第[n/2]向下取整个元素开始,从后往前进行调整。
比如,给定一个数组,首先根据该数组元素构造一个完全二叉树。
然后从最后一个非叶子结点开始,每次都是从父结点、左孩子、右孩子中进行比较交换,交换可能会引起孩子结点不满足堆的性质,所以每次交换之后需要重新对被交换的孩子结点进行调整。
先看一个数组,如下图:
很明显,对叶子结点来说,可以认为它已经是一个合法的堆了即20,60, 65, 4, 49都分别是一个合法的堆。只要从A[4]=50开始向下调整就可以了。然后再取A[3]=30,A[2] = 17,A[1] = 12,A[0] = 9分别作一次向下调整操作就可以了。
下图展示了这些步骤:
4.堆的操作——插入删除
5.进行堆排序 (前面都是为这个作铺垫)
有了初始堆之后就可以进行排序了。
堆排序是一种选择排序。建立的初始堆为初始的无序区。
排序开始,首先输出堆顶元素(因为它是最值),将堆顶元素和最后一个元素交换,这样,第n个位置(即最后一个位置)作为有序区,前n-1个位置仍是无序区,对无序区进行调整,得到堆之后,再交换堆顶和最后一个元素,这样有序区长度变为2。。。
不断进行此操作,将剩下的元素重新调整为堆,然后输出堆顶元素到有序区。每次交换都导致无序区-1,有序区+1。不断重复此过程直到有序区长度增长为n-1,排序完成。
首先,建立初始的堆结构如图:
然后,交换堆顶的元素和最后一个元素,此时最后一个位置作为有序区(有序区显示为黄色),然后进行其他无序区的堆调整,重新得到大顶堆后,交换堆顶和倒数第二个元素的位置……
重复此过程:
最后,有序区扩展完成即排序完成:
由于每次重新恢复堆的时间复杂度为O(logN),共N - 1次重新恢复堆操作,再加上前面建立堆时N / 2次向下调整,每次调整时间复杂度也为O(logN)。二次操作时间相加还是O(N * logN)。故堆排序的时间复杂度为O(N * logN)。
堆排序的时间复杂度为nlogn,构建堆的时间复杂度为o(n),重建堆的时间复杂度为nlogn.
- 堆及堆排序
- 堆/堆排序特点
- 【二叉堆、堆排序】
- 二叉堆 & 堆排序
- 二叉堆 & 堆排序
- 堆与堆排序
- 堆与堆排序
- 堆与堆排序
- 堆与堆排序
- 堆与堆排序
- 堆与堆排序
- 堆和堆排序
- 堆排序(最大堆)
- 堆和堆排序
- 堆和堆排序
- 堆及堆排序
- 堆和堆排序
- 堆与堆排序
- PAT-乙级 1001. 害死人不偿命的(3n+1)猜想 (15)
- WEB-INF目录与META-INF目录的作用
- ps 切图
- svn移动仓库数据并且账号不丢失的解决办法
- C++ 虚继承派生类构造函数的写法
- 【堆】堆排序
- 在JAVAWEB项目中用JSP生成数据库数据曲线图
- 文章标题
- Oracle数据库中计算时间差的常用表达式
- 12.Springboot 之 使用Scheduled做定时任务
- Mac下AndroidStudio中手动配置Gradle
- OpenCV: OpenCV人脸检测框可信度排序
- Feign和Hystrix异常熔断的理解
- bzoj2428 [HAOI2006]均分数据