資料結構排序系列之選擇排序(三)

2021-10-05 21:53:42 字數 2077 閱讀 3252

選擇排序有直接選擇排序和堆排序。基本思想:每一趟在待排序的記錄中選出關鍵字最小的元素,依次存放在已排好序的序列的最後。直到所有元素都好排好序為止。

演算法思想:

每次從待排序的無序區中選出關鍵字最小的元素,將該元素與該無序區中的第乙個元素交換位置。初始時,從[0…n-1]選出乙個關鍵字最小的元素,與r[0]交換位置。第二趟排序時,從[1…n-1]選出乙個關鍵字最小的元素,與r[1]交換位置,此時r[0…1]為有序區,依次類推,進行n-1趟後,r[0…n-1]中的元素按遞增有序。

演算法實現:

#include

void

selectsort

(int r,

int n)

}// 將最小的元素與r[i]進行交換

if(i != k)}}

intmain()

;selectsort

(data,8)

;for

(int i =

0; i <

8;i++

)printf

("\n");

return0;

}

堆排序是乙個種樹形選擇排序,演算法思想:

在排序過程中,將陣列r[0…n]看成是一棵完全二叉樹的順序儲存結構,利用完全二叉樹中雙親結點和該子結點之間的記憶體關係,在當前無序區中選擇關鍵字最大(或最小)的元素。

堆排序正是利用大根堆(或小根堆)來選擇當前無序區中關鍵字最大(或最小)的元素來實現排序的。每一趟排序就是將當前無序區調整為乙個大根堆,選擇關鍵字最大的堆頂元素和無序區中最後乙個元素進行交換。通過不斷將剩餘的無序區調整為乙個大根堆,然後再將堆頂元素與無序區中最後乙個元素進行交換來完成排序的。

那麼堆排序的關鍵就是構造堆,構造堆的過程:

將待排序的檔案的關鍵字儲存在乙個陣列r[0…n-1]中(儲存在r[1…n])更好理解,將r看成一棵完全二叉樹的順序儲存結構,每個結點代表乙個元素。那麼任意結點ri的左孩子是r[2i+1](如果是r[1…n],那麼左孩子就是r[2i]),右孩子是r[2i+2](如果是r[1…n],那麼右孩子就是r[2i+1]),r[i]的雙親結點就是r[i/2]。構造大根堆的過程:假設完全二叉樹的某乙個結點i的左子樹和右子樹已是堆,那麼將r[2i+1]和r[2i+2]中的較大者與r[i]比較,如果r[i]較小,則交換,交換後,就有可能破壞下一級的堆,因此繼續採取同樣的方法構造下一級的堆,直至完全二叉樹中以結點i為根的子樹成堆為止,當無序區調整為大根堆時,堆頂元素就是無序區中關鍵字最大的元素,將其與無序區中最後乙個元素進行交換。重複構造堆和進行交換,經過n-1趟後就可以排好序。

參考:

演算法實現:

#include

void

check

(int r,

int i,

int l)

// r[i]與左右孩子結點中較大者進行比較

if(j < l && r[i]

< r[j])}

void

heapsort

(int r,

int n)

temp--

;// 堆頂元素與無序區最後乙個元素交換

int t = r[temp]

; r[temp]

= r[0]

; r[0]

= t;}}

intmain()

;heapsort

(data,8)

;for

(int i =

0; i <

8; i++

)printf

("\n");

return0;

}

在直接選擇排序中存在著不相鄰元素之間的交換,因而可能會改變具有相同關鍵字的前後位置,因此直接選擇排序演算法是不穩定的。堆排序也是不穩定的。在直接排序序中,為了從n個關鍵字中選擇出最小的,需要進行n-1次的比較,然後再在n-1個關鍵字找出次小的關鍵字,需要進行n-2次比較,實際上,在進行n-2比較中,有許多比較都已經做過只是沒有記錄下來,堆排序剛好彌補了這一點的不足。

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