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堆排序

时间:2015-08-26 19:23:42      阅读:129      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1、堆建立

 

 

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首先观察一个堆的向下调整过程。由于不满足最大堆的条件,对于不满足的元素,选择子节点中的最大元素交换。并更新被交换的子节点作为当前节点,继续调整,直至成为叶节点或满足最大堆的条件。

 1 #define left(i) (2*i+1)
 2 #define right(i) 2*(i+1)
 3 #define parent(i) (i-1)/2
 4 
 5 void _fix_down(int a[],int length, int index){
 6     int i =index;
 7     int critical_node = (length-2)/2;
 8     while(i<critical_node&&(a[i]<a[left(i)]||a[i]<a[right(i)])){
 9         int largest = i;
10         if(left(i)<length-1&&a[i]<a[left(i)])
11             largest = left(i);
12         if(right(i)<length-1&&a[largest]<a[right(i)])
13             largest = right(i);
14         if(largest!=i){
15             swap(a[largest],a[i]);
16             i = largest;
17         }
18     }
19 }

则堆的建立过程如下,算法的思想是从非叶节点开始调整,直至根节点。

1 void build_heap(int a[],int length){
2     int non_leaf = (length-2)/2;
3     for(int index = non_leaf;index>=0;index++)
4         _fix_down(a,length,index);
5 }

 

2、堆的插入

堆的插入是将数据插入至数组尾部,插入的数据有可能导致不满足最大堆的条件,所以我们需要有一个调整的过程。这个调整的过程称之为上溯。算法思想是对不满足的节点,与其父节点进行交换,更新父节点为当前节点,直至,满足条件或达到根节点。上溯的过程如下所示:

1 void _fix_up(int a[],int& length,int value){
2     a[length] = value;
3     ++length;
4     int index = length-1;
5     while(index>0&&a[parent(index)]<a[index]){
6         swap(a[index],a[parent(index)]);
7         index = parent(index);
8     }
9 }

 

3、堆排序

堆的排序相当于一个出堆的过程。在删除一个元素时,总是从根节点开始,并且是将根节点的元素与最尾部的元素相交换,减少堆的大小。并进行调整。不断的出堆,就会形成一个升序的堆。所以堆排序本质上是一个出堆的过程,如下所示:

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代码如下:

1 void heap_sort(int a[],int length){
2     int index = length-1;
3     while(index>1){
4         swap(a[0],a[index]);
5         _fix_down(a,index+1,0);
6     }
7 }

 

堆排序

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原文地址:http://www.cnblogs.com/zhang-wen/p/4761059.html

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