堆排序C++实现

最新推荐文章于 2025-08-28 09:13:11 发布

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本文介绍了堆排序的实现过程，包括建立大顶堆、输出堆顶元素并重新调整，直至无序区只剩一个元素。堆排序是一种不稳定的排序算法，通过C++代码示例进行演示。

假设要求从小到大排序

对序列a[n]

1、建立初始大顶堆。

2、输出堆顶元素，即交换a[0]和a[n-1]，此时a[n-1]是最大的元素。

有序区为[n-1, n-1]，无序区为[0,n-2]。

3、无序区堆结构被破坏，重新调整后再输出堆顶元素。

4、重复2~3，直到无序区只有1个元素。

附简单的C++代码

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

#define SWAP_INT(a, b) do{int tmp = a; a = b; b = tmp;}while(0);


class HeapSort
{
public:
	HeapSort(vector<int> &a)
	{
		
		for(vector<int>::iterator it= a.begin(); it != a.end(); ++it)
		{
			data.push_back(*it);
		}
	}

	void heapAjust(int i, int N)
	{
		if(i*2+1 >= N )
			return;
		else
		{
			if(data[i] < data[i*2+1])
			{
				SWAP_INT(data[i], data[i*2+1]);
				heapAjust(i*2+1, N);
			}
		}

		if(i*2+2 < N)
		{
			if(data[i] < data[i*2+2])
			{
				SWAP_INT(data[i], data[i*2+2]);
				heapAjust(i*2+2, N);
			}
		}
		
	}

	void buildHeap()
	{
		int N = data.size();
		for(int i = N/2; i>=0; --i)
			heapAjust(i, N);
	}

	void sortInHeap()
	{
		int N = data.size();
		for(int i = N-1; i>0; i--)
		{
			SWAP_INT(data[0], data[i]);
			heapAjust(0, i);
		}
	}

	void sort()
	{
		buildHeap();
		sortInHeap();
	}

	void print()
	{
		for(vector<int>::iterator it= data.begin(); it != data.end(); ++it)
		{
			cout <<*it<<" ";
		}
		cout<<endl;
	}

private:
	vector<int> data;
};

int main()
{
	int a[18] = {20,0,5,9,13,19,42,6,34,7,33,14,65,14,65,13,67,29};
	vector<int> data(a, a+18);
	HeapSort h(data);
	cout<<"Before sorting, array is:"<<endl;
	h.print();
	h.sort();
	cout<<"After sorting, array is:"<<endl;
	h.print();

	return 0;
}

堆排序是不稳定的，要想保证稳定性，使用元组(a[i], i)进行比较就好。