二叉排序樹與檔案操作的設計與實現 堆排序就這麼簡單

2021-10-12 07:54:09 字數 2343 閱讀 1650

堆排序(heapsort)是指利用堆積樹(堆)這種資料結構所設計的一種排序演算法,它是選擇排序的一種。可以利用陣列的特點快速定位指定索引的元素。堆分為大根堆和小根堆,是完全二叉樹
前面我已經有二叉樹入門的文章了,當時講解的是二叉查詢樹,那上面所說的完全二叉樹是怎麼樣的一種二叉樹呢??還有滿二叉樹又是怎麼的一種二叉樹呢??甚至還有完滿二叉樹??

下面用圖來說話:

簡單來說:堆排序是將資料看成是完全二叉樹、根據完全二叉樹的特性來進行排序的一種演算法

這裡我們討論最大堆:當前每個父節點都大於子節點

完全二叉樹有個特性:左邊子節點位置 = 當前父節點的兩倍 + 1右邊子節點位置 = 當前父節點的兩倍 + 2

現在我們有乙個完全二叉樹:左子樹和右子樹都符合最大堆-->父》子

但是我們會發現:根元素所在的數並不符合,明顯的是:1是小於7的

我們就對其進行交換,交換完之後我們會發現:右子樹又不符合了

因為,右子樹變成了這樣:

最後,我們將右子數的最大值也交換到右子樹的根元素上

於是我們第一次的建堆操作就完成了!

可以發現的是:一次堆建立完之後,我們的最大值就在了堆的根節點上

隨後將堆頂最大值和陣列最後的元素進行替換,我們就完成了一趟排序了。

接下來,剩下的數不斷進行建堆,交換就可以完成我們的堆排序了

.........建堆,交換....建堆,交換...建堆,交換...建堆,交換..

比較當前父節點是否大於子節點,如果大於就交換,直到一趟建堆完成

/**

* 建堆

** @param arrays 看作是完全二叉樹

* @param currentrootnode 當前父節點位置

* @param size 節點總數

*/public static void heapify(int arrays, int currentrootnode, int size)

}if (right < size)

}//如果最大的不是根元素位置,那麼就交換

if (max != currentrootnode) }}

值得注意的是:在上面體驗堆排序時,我們是左子樹和右子數都是已經有父》子這麼乙個條件的了

/**

* 完成一次建堆,最大值在堆的頂部(根節點)

*/public static void maxheapify(int arrays, int size)

}

完成第一次建堆之後,我們會發現最大值會在陣列的首位:

接下來不斷建堆,然後讓陣列最後一位與當前堆頂(陣列第一位)進行交換即可排序:

for (int i = 0; i < arrays.length; i++)
堆排序是比其他排序要難一點,他用到了完全二叉樹這麼乙個特性來進行排序,**實現上也比其他排序要複雜一點。

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