可以將堆作為一種資料結構,利用這個資料結構的特點實現排序
堆的結構與二叉樹類似,可以用陣列或者vector實現其結構
最大堆的根元素比左右兒子都大,且任意子堆都滿足該性質
左右兒子的查詢同二叉樹,假設以陣列的第乙個數ar
r[0]
作為根結點,ar
r[i]
的父結點和左右兒子的位置: pa
rent
(i)=
(i−1
)/2l
eft(
i)=2
i+1r
ight
(i)=
2i+2
堆排序思想略微複雜。
假設堆長度為
n ,按照最大堆的性質,根結點比左右兒子都大,則堆建成之後即可得到堆內最大元素。將最大元素與堆末尾元素交換,對前n−
1個元素再一次建堆即可得到次大元素…依次遞推可實現排序。
建堆過程是本演算法的難點。
保持堆性質。
交換最大元素之後,唯有新堆根元素可能不滿足最大堆條件。保持函式只是對根和左右兒子操作:根結點若不滿足要求,與其左右兒子較大者互換。交換之後的新位置上可能又不滿足最大堆條件,則遞迴呼叫自己繼續與下一層左右兒子互換。直到完成新堆的維護。
建堆。
先對部分規則的子堆進行操作保持子堆性質,接下來才進一步看如何從亂序列實現建堆。從最後乙個內結點到根結點自底向上逐一呼叫保持函式即可:先維護子堆,進一步維護上一層堆,直到完成建堆。
排序。
需要執行的操作為:每次換出最大的元素,換入原堆末尾元素;並且指定新堆的起始和終止,注意堆大小會逐次減1。
#include
#include
#include
using
namespace
std;
void maxheapify(vector
& a, int i, int heapsize)
else
if ((r < heapsize) && a.at(r) > a.at(lar))
cout
<" "
}void buildmax(vector
& a)
}void heapsort(vector
& a)
}else
;int count = (int)(sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
vector
a(arr, arr+count);
for (int i=0; icout
<" __ ";
}cout
//int r=a.size()-1;
heapsort(a);
for (int i=0; icout
<" ";
}cout
0;}
保持函式維護堆所需時間複雜度為θ(
lg(n
))從無序建堆的過程,隨著所處裡的堆高度
h 增加,每層複雜度也不一樣,總複雜度為 ∑h
=0⌊l
g(n)
⌋⌈n2
h+1⌉
o(h)
=o(n
)堆排序演算法總體的複雜度o(
nlg(
n))
排序演算法 堆排序
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