定义:
堆排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。
排序思想:
将初始待排序关键字序列(R1,R2….Rn)构建成大顶堆,此堆为初始的无序区;
将堆顶元素R[1]与最后一个元素R[n]交换,此时得到新的无序区(R1,R2,……Rn-1)和新的有序区(Rn),且满足R[1,2…n-1]<=R[n];
由于交换后新的堆顶R[1]可能违反堆的性质,因此需要对当前无序区(R1,R2,……Rn-1)调整为新堆,然后再次将R[1]与无序区最后一个元素交换,得到新的无序区(R1,R2….Rn-2)和新的有序区(Rn-1,Rn)。不断重复此过程直到有序区的元素个数为n-1,则整个排序过程完成。
动图描述:
代码描述:
//该函数作用就是交换父子节点最大值void heapify(int tree[], int n, int i){ //序号i的左孩子 int c1 = 2 * i + 1; //序号i的右孩子 int c2 = 2 * i + 2; //假设序号i为最大值 int max = i; //如果左孩子的值大于父亲的值 if (c1 < n && tree[c1] > tree[max]) { max = c1; } //如果右孩子的值大于父亲的值 if (c2 < n && tree[c2] > tree[max]) { max = c2; } //如果序号i不是最大值,所以进行交换 if (max != i) { int temp = tree[i]; tree[i] = tree[max]; tree[max] = temp; heapify(tree, n, max); }}//该函数作用就是建造一个树,使树中各个父节点的值大于子节点void build_heap(int tree[], int n){ //找到树中最后的叶节点的序号 int last_node = n - 1; //找到该节点的父节点序号 int parent = (last_node - 1) / 2; for (int i = parent; i >= 0; i--) heapify(tree, n,i);}//对树进行排序,将根节点和树中序号最大的点进行交换,树中节点的数量减1,剩下的节点交换以此类推void heap_sort(int tree[], int n){ build_heap(tree, n); for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { int temp = tree[i]; tree[i] = tree[0]; tree[0] = temp; heapify(tree, i, 0); }}