堆排序算法

// HeapSort.c

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

typedef int DataType;

typedef unsigned char NumType; // 有效个数:2至255

// ( ( 2 ^ ( sizeof ( NumType ) * 8 ) ) - 1 )
#define LIMIT ( ( 1 << ( sizeof ( NumType ) << 3 ) ) - 1 )

typedef unsigned short TYPE; // TYPE比NumType大一个级别的数据类型单位

void ShiftDown(DataType * const, NumType, NumType);
void HeapSort(DataType * const, const NumType);

int main(void)
{
NumType i, sum;
DataType data[LIMIT] = { 0 };

srand((unsigned int)time(0));

puts("生成随机数:\n");
for (i = 0; i < LIMIT; ++i)
{
// 随机生成0至32767共计32768种随机数字
data[i] = rand();
printf("%-5d\t", data[i]);
if (i % 10 == 9)
putchar('\n');
}

sum = sizeof(data) / sizeof(data[0]);
// 数据个数溢出检测
if ((sizeof(sum) <= sizeof(NumType)) && (sum <= LIMIT) && (sum > 1))
HeapSort(data, sum);

puts("\n\n堆排序后:\n");
for (i = 0; i < LIMIT; ++i)
{
printf("%-5d\t", data[i]);
if (i % 10 == 9)
putchar('\n');
}
putchar('\n');
getch();
return 0;
}

/******************************以上代码仅供测试******************************/

// 堆排序

// data[k]插入data[k+1]至data
的堆中

void ShiftDown(DataType * const data, NumType k, NumType n)

{

#define FLAG 0 // FLAG = 0 升序排列	FLAG = 1 降序排列

TYPE j;

DataType temp = data[k];

// 连续交换用循环传递实现

// for (j = 2 * k + 1; j <= n; k = j, j = 2 * k + 1)

for (j = (k << 1) + 1; j <= n; k = j, j = (k << 1) + 1)

{

#if !FLAG // FLAG == 0

if ((j <= n - 1) && (data[j] < data[j + 1]))

#elif FLAG // FLAG == 1

if ((j <= n - 1) && (data[j] > data[j + 1]))

#endif

++j;

#if !FLAG // FLAG == 0

if (temp >= data[j])

#elif FLAG // FLAG == 1

if (temp <= data[j])

#endif

break;

data[k] = data[j]; // 循环传递中

}

data[k] = temp; // 循环传递结束

}

void HeapSort(DataType * const data, const NumType sum)

{

if (sum > 1)

{

NumType i;

DataType temp;

// for (i = sum / 2 - 1; ; --i)

for (i = (sum >> 1) - 1; ; --i)

{

ShiftDown(data, i, sum - 1);

// if (i == 0)

if (!i)

break;

}

// for (i = sum - 1; i > 0; --i)

for (i = sum - 1; i; --i)

{

temp = data[0];

data[0] = data[i];

data[i] = temp;

ShiftDown(data, 0, i - 1);

}

}

}