堆排序

                                                堆排序


排序思路:(1)创建一个堆;(借助队列,按层创建)
                    (2)交换跟节点和最后一个叶子节点的值,在大堆中排除该叶子节点,再将 剩余的二叉树调整成大根堆;
                    (3)重复步骤2,直至二叉树中只有一个节点

//实现代码:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>


#define N 8

int front=0;
int rear=0;
typedef struct node{
    int data;
    struct node *left,*right;
}BTnode;

void PrintTree(BTnode **Q);
BTnode *CreatBTree(int a[],BTnode **Q);    
void PHeap(BTnode *r,BTnode **Q);
BTnode** _Heap(int D[]);

//创建完全二叉树
BTnode* CreatBTree(int a[],BTnode **Q)
{   
    BTnode *root,*t;
    t=root=NULL;
    int i;
    //创建头结点
    BTnode *p=(BTnode *)malloc(sizeof(BTnode));
    p->data=a[0];
    p->left=p->right=NULL;
    Q[++rear]=root=p;
    for(i=1;i<N;++i){
        if(!t){
            t=Q[++front];   //如果右孩子不为空,出队节点赋给t
        }
        BTnode* p=(BTnode *)malloc(sizeof(BTnode));
        p->data=a[i];
        p->left=p->right=NULL;
        if(!(t->left))   {  t->left=p;  }  //如果左孩子为空,填充左孩子
        else{ //如果左孩子不为空,填充右孩子,并将t赋为空;
            t->right=p;
            t=NULL;
        }
        Q[++rear]=p; //入队操作
     }
    return root;
}

//调整完全二叉树(成大根堆结束)
void PHeap(BTnode *r,BTnode **Q)
{
     // 1.先调整最后入队的最小二叉树,(可能没有右孩子,但是肯定有左孩子,即不是叶子节点)
     // 2.通过 --K, 从队列向前遍历调整
     // 3,通过外层死循环,不断调整,如果没有调整表示该二叉树已是大根堆,结束;
     int flag,k,x;
     while(1){
         k=front;
         flag=0;  //注意每次遍历调整完都要置0,否则会出现死循环
         while(k > 0){
             if( Q[k]->data  < Q[k]->left->data ){
                 x=Q[k]->left->data;
                 Q[k]->left->data=Q[k]->data;
                 Q[k]->data=x;
                 flag=1;
             }
             if(Q[k]->right && Q[k]->data < Q[k]->right->data){
                 x=Q[k]->data;
                 Q[k]->data = Q[k]->right->data;
                 Q[k]->right->data = x;
                 flag=1;
             }
             --k;
         }
         if(!flag)    break;
     }
   
}

//打印函数(从队列后面开始向前打印)
void PrintTree(BTnode **Q)
{   int i;
   for(i=N;i>0;--i){
       printf("%5d",Q[i]->data);
   }
   printf("\n");
}

//堆排序调用函数
BTnode** _Heap(int D[])
{
   BTnode *root,*t,*k;
   int x;
   int y=1;
   //声明队列
   BTnode **Q=(BTnode **)malloc((N+1)*sizeof(BTnode *));
   //创建完全二叉树
   root=CreatBTree(D,Q);
   //调整堆
   PHeap(root,Q);
   //交换根结点与队尾的叶子节点
   while(rear > 1){
       //交换
       x=root->data;
       root->data = Q[rear]->data;
       Q[rear]->data =x;
       --rear;
       //砍叶子
       if(Q[front]->right)   Q[front]->right=NULL;
       else{
             Q[front]->left=NULL;
             --front;
       }
       PHeap(root,Q);
   }
   return Q;
}

int main(void)
{
   int data;
   int D[N];
   int i;
   srand(time(NULL));
   for(i=0;i<N;++i){
         D[i] =rand()%100;
   }

   //堆排序(降序排序)
   BTnode** Q=_Heap(D);
   PrintTree(Q);
   return 0;
}

如下为运行结果:

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