堆和堆排序
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2022-07-08 15:58:15
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大堆(小堆):任一结点所带的关键码都大于(小于)它的左右孩子所带的关键码,在堆顶顶点的关键码最大(最小),从根节点到每个节点的路径上组成的序列都是递减(递增)的
堆存储在下标为0的数组中,因此在下标为i的结点时: 若 i=0,结点i是根节点,没有双亲节点,否则双亲节点为(i-1)/2
若2*i+1<=n-1,节点i的左孩子为节点2*i+1,否则没有左孩子
若2*i+2<=n-1,节点i的右孩子为节点2*i+2,否则没有右孩子
以下建立的是小堆!
这是向下调整的图解,在parent和左右child中选最小的给parent,直到child小于n,即到最后一个叶子结点。
void AdjustDown(DataType* a, size_t n, int root)
{
int parent = root;
size_t child = 2*parent+1;
while (child < n)
{
if (child + 1 < n&&a[child + 1] < a[child])
{
++child;
}
if (a[child]<a[parent])
{
DataType tmp = a[child];
a[child] = a[parent];
a[parent] = tmp;
parent = child;
child = 2*parent+1;
}
else
{
break;
}
}
}
在向上调整中,同理,在parent和左右child中选最小的给parent,直到child大于0,即到根结点。void AdjustUp(DataType* a, size_t n, int child)
{
int parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0)
{
if (a[parent] > a[child] && parent >= 0)
{
int tmp = a[parent];
a[parent] = a[child];
a[child] = tmp;
AdjustDown(a, n, parent);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
break;
}
}
在建立堆的过程中,每加入进一个结点,就向下调整一次,直到所有结点都已经进去void MakeHeap(DataType* a, size_t n)
{
int i;
for (i = (n - 2) / 2; i >= 0; --i)
{
AdjustDown(a, n, i);
}
}
在堆排序中,首先将整个数组构成一个小堆,即第一个元素就是最小的,把它的关键码和最后一个元素的关键码进行交换,然后在进行一次向下调整,这时候,向下调整的范围就缩小到数组的倒数第二个了,以此类推,直到所有的数组元素是降序的状态。void HeapSort(DataType* a, size_t n)
{
assert(a);
int i = (n - 2) / 2;
/*MakeHeap(a, n);*/
for (; i >= 0; --i)
{
AdjustDown(a, n, i);
}
int end = n - 1;
while (end > 0)
{
DataType tmp = a[end];
a[end] = a[0];
a[0] = tmp;
AdjustDown(a, end, 0);
--end;
}
}
如果有不对的地方,可以评论告诉我,望指导!