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堆排序

2014-07-23 22:08 239 查看
二叉堆:

二叉堆是完全二叉树或者是近似完全二叉树。

二叉堆满足二个特性:

1.父结点的键值总是大于或等于(小于或等于)任何一个子节点的键值。

2.每个结点的左子树和右子树都是一个二叉堆(都是最大堆或最小堆)。

当父结点的键值总是大于或等于任何一个子节点的键值时为最大堆。当父结点的键值总是小于或等于任何一个子节点的键值时为最小堆

堆排序:

 由二叉堆的定义可知,堆顶元素(即二叉堆的根节点)一定为堆中的最大值或最小值,因此如果我们输出堆顶元素后,将剩余的元素再调整为二叉堆,继而再次输出堆顶元素,再将剩余的元素调整为二叉堆,反复执行该过程,这样便可输出一个有序序列,这个过程我们就叫做堆排序。

时间复杂度:O(N*logN)

实现:

/************************************************
堆排序
by Rowandjj
2014/7/23
************************************************/
#include<iostream>
using namespace std;
//数组arr,除了start位置上的元素不满足大顶堆的性质,
//其他元素均满足,此函数的作用是使数组从start到end都满足大顶堆的性质
void HeapAdjust(int arr[],int start,int end)
{
int temp = arr[start];//记录不满足大顶堆性质的元素
int i = start*2+1;//i为其左孩子序号
while(i<=end)
{
if(i+1<=end && arr[i+1]>arr[i])//获取左右孩子较大的孩子的序号(如果有右孩子的话)
{
i++;
}
if(temp >= arr[i])//如果满足大顶堆性质那么无须操作
{
break;
}
arr[start] = arr[i];//否则最大的子节点向上移动,替换掉其父节点
start = i;//判断其子树是否满足大顶堆性质
i = i*2+1;
}
arr[start] = temp;
}

void HeapSort(int arr[],int len)
{
if(arr == NULL || len <= 0)
{
return;
}
int i;
for(i = len/2-1; i >= 0; i--)//将无序数组构建成大顶堆,从第一个非叶子节点开始建堆
{
HeapAdjust(arr,i,len-1);
}
for(i = len-1; i > 0; i--)//每次都将堆顶元素(最大元素)与堆尾元素互换,然后去掉堆尾元素,对其他元素进行建堆操作
{
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[0];
arr[0] = temp;
HeapAdjust(arr,0,i-1);
}
}
int main()
{
int arr[] = {6,1,3,1,5,4,2,7};
HeapSort(arr,8);
for(int i = 0; i < 8; i++)
{
cout<<arr[i]<<" ";
}
cout<<endl;
return 0;
}
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