堆排序演算法

2021-07-27 21:27:39 字數 2155 閱讀 6781

堆排序是乙個非常出色的演算法,在時間複雜度是o(nlog(n)),在空間上是就地排序。

堆,又叫二叉堆,被是視為完全二叉樹。堆可以分為兩種,最大堆和最小堆,最大堆的意思是,每乙個節點(除根節點以外)的值一定小於或等於它的父節點的值。最小堆的意思是,每個節點(除根節點外)的值一定小於或等於他的父節點的值。最大堆中的最大值一定位於它的根節點,而最小堆的最小值也一定位於它的根節點。

我們是通過乙個陣列來儲存乙個堆的。下面的三個函式用來獲取乙個節點的父節點、左子節點和右子節點的位置

static

int getparentindex(int i)

static

int getleftindex(int i)

static

int getrightindex(int i)

heapsize是堆的邏輯長度,小於等於陣列的長度。

堆排序由下面三個子過程組成

maxheapify(int array, int i),它的作用是保持堆的性質,執行完該函式後,以i節點為根的子樹將成為乙個堆,滿足堆的性質

buildmaxheap(int array),建立乙個最大堆。執行完該函式後,array陣列將成為乙個邏輯堆。

heapsort(int array),堆排序函式。執行完該函式後,array陣列將被由小到大排序完畢

先來看看maxheapify函式

static

void maxheapify(int array, int i)

if (largest != i)

}

函式的大意是:比較i節點、它的左孩子節點和右孩子節點的數值,將最大值所在的位置賦值給largest,然後如果largest!=i,則交換i和largest位置的值,即將這三個之中的最大值留在根節點,並遞迴呼叫maxheapify(array, largest)直到以i為根的子樹成為乙個最大堆。

下面是buildmaxheap函式

static

int heapsize = 0;

static

void buildmaxheap(int array)

}

這個過程會一步一步地將較大的值往父節點上移動,直到形成乙個最大堆。

下面是最後的heapsort的**

static

void heapsort(int array)

}

首先,它會呼叫heapsort來建立乙個最大堆。最大堆中最大的元素一定在根節點,所以,每次迴圈都把根節點中的元素和當前迴圈變數所對應的值交換,並將堆的邏輯長度減一,再通過maxheapify(array, 0)來將現有的元素組織成乙個最大堆。最後排序完成。

下面是main函式中來呼叫heapsort

static

void main(string args)

; heapsort(array);

}

下面是完成的**

class program

; heapsort(array);

printarray(array);

}static

void heapsort(int array)

}static

void buildmaxheap(int array)

}static

void maxheapify(int array, int i)

if (largest != i)

}static

int getparentindex(int i)

static

int getleftindex(int i)

static

int getrightindex(int i)

static

void printarray(int array)

console.writeline();

}}

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