Go語言 堆排序

2021-10-22 17:24:29 字數 1637 閱讀 2000

1、前言

在了解堆排序之前,需要知道堆的一些特徵,那就是堆就是乙個完全二叉樹,所以需要了解完全二叉樹的特點

完全二叉樹的特點:

(1)葉子節點只能在最大的兩層出現

(2)如果i=1,結點就是根結點,如果i>1,則其雙親parent(i)=i/2

(3)如果2i>n,則結點無左孩子,如果2i+1>n,則結點無右孩子

(4)如果下標從0開始,則第乙個非葉子結點的下標為 length/2-1

堆排序會用到大頂堆和小頂堆,公升序排序時用大頂堆,降序排序時用小頂堆。大頂堆的特點是節點值大於其左右孩子節點值,即value(n)>=value(n->left)並且value(n)>=value(n->right),小頂堆相反

2、穩定性、時間複雜度、空間複雜度

堆排序為什麼不穩定:因為構建大頂堆/小頂堆的時間不穩定

平均時間複雜度:o(n*logn)

空間複雜度幾乎為0(只用到幾個臨時變數)

3、具體思路(以公升序、大頂推為例,陣列小標為0,長度為length)

(1)構建初始堆(或者叫調整堆結構,就是將乙個陣列構建成乙個標準堆結構)

選取第乙個非葉子節點,資料下標為length/2-1,倒序遍歷整個陣列,將堆元素按自下到上的順序,將最大的數字交換到堆頂,構建大頂堆。為什麼初始化堆時要選取第乙個非葉子節點呢?以及為什麼第乙個非葉子節點的下標為length/2-1呢?對於完全二叉樹(n層)第乙個非葉子節點在n-1層,因為需要將最大的元素通過拉的方式拉倒堆頂,所以肯定從n-1層開始拉,並且只有父節點需要做這個工作,所以從最後乙個父節點開始拉。因為完全二叉樹每個父節點(下標i)的孩子左節點下標為2i+1右孩子2i+2,假設只有左孩子則length為偶數,此時2i+1=length-1,即i=length/2-1。假設有右孩子則length為奇數,此時2i+2=length-1,即i=(length-1)/2-1,由於整數的除法是向下取整,(length-1)/2=length/2,所以i=length/2-1

(2)將堆頂元素與陣列最後乙個元素交換,此時最大的元素在陣列最後面

(3)將陣列0到length-2之間的元素繼續調整為堆結構,然後交換下標0和length-2的元素值 ,繼續調整 0到length-3的之間的資料元素,直到所有元素都有序

4、**

package api

//sortbyheap 堆排序

func sortbyheap(arr int, length int, desc bool) else

} //交換、再調整

for j := length - 1; j >= 0; j-- else }}

//構建乙個大頂堆

func adjustbigheap(arr int, i int, length int)

if arr[k] > temp else

} arr[i] = temp

}//構建乙個小頂堆

func adjustsmallheap(arr int, i int, length int)

if arr[k] < temp else

} arr[i] = temp

}

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