排序——堆排序(Heap Sortd)

本文深入探讨了堆排序的概念,包括大根堆和小根堆的定义,以及完全二叉树的特点。通过C++代码实例,展示了如何利用堆调整、创建堆和堆排序算法对数组进行高效排序。

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堆排序是指利用堆这种数据结构所设计的排序算法,可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素,堆分为大根堆和小根堆,是完全二叉树。

大根堆:每个节点上的值都不大于它父节点的值

小根堆:每个节点上的值都不小于它父节点的值

完全二叉树:除最后一层外每一层上的节点数都达到最大值,在最后一层上只缺少最右边若干个节点。

实例:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;

//堆调整
template<class T>
void HeapAdjust(T data[], int i, int arrsize)
{
	if (i > arrsize / 2)	//i为叶子节点
		return;

	int lchiled = i * 2;		//左叶子节点
	int rchiled = i * 2 + 1;	//右叶子节点
	int max = i;

	if (lchiled <= arrsize && data[lchiled] > data[max])
	{
		max = lchiled;
	}
	if (rchiled <= arrsize && data[rchiled] > data[max])
	{
		max = rchiled;
	}

	if (max != i)
	{
		swap(data[i], data[max]);
		HeapAdjust(data, max, arrsize);
	}
}

//创建堆
template<class T>
void BuiledHeap(T data[], int arrsize)
{
	for (int i = arrsize / 2; i >= 1; i--)
	{
		HeapAdjust(data, i, arrsize);
	}
}

//堆排序
template<class T>
void HeapSort(T data[], int arrsiz)
{
	if (arrsiz < 2)
		return;

	BuiledHeap(data, arrsiz);
	swap(data[1], data[arrsiz]);
	for (int i = arrsiz - 1; i > 1; i--)
	{
		HeapAdjust(data, 1, i);
		swap(data[1], data[i]);
	}
}

template<class T>
void Sprint(T data[], int n)
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		cout << data[i + 1] << " ";
	}

	cout << endl;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int data[] = { 0, 3, 5, 1, 4, 6, 2 };
	int n = sizeof(data) / sizeof(int) -1;	//数组从1开始
	HeapSort(data, n);
	Sprint(data, n);
	return 0;
}


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