【数据结构】C语言实现排序算法------堆排序

it2023-01-22  58

堆排序:利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。

大堆: 根节点值大于子节点的值,对应为升序序列。

小堆: 根节点值小于子节点的值,对应为降序序列。

堆排序实现的两个步骤:

创建堆堆排序

下述例子是进行大堆创建:

创建大堆:图例 创建步骤: 寻找最后一个分支的根节点(记为pos)pos挨个减小,对每个分支,都进行大堆排列。根节点比子节点值大终止条件:pos < 0,不再进行大堆创建。 大堆排序:升序 排序步骤: 堆顶元素和末尾元素值交换最大值排在末尾,该值不再做交换调整堆结构,满足大堆定义。重复执行步骤1,2,直到达到堆顶位置

C代码实现:

void ShiftDown(int *arr, int left, int right, int pos) { int i = pos;//根节点 int j = 2 * i + 1 + left;//子节点 int n = right - left; int tmp = arr[i]; while (j < n) { if (j + 1 < n && arr[j + 1] > arr[j])//找子节点最大值 j++; if (arr[j] > tmp)//子节点比根节点大 { arr[i] = arr[j];//根节点值等于子节点的值 i = j;//往下调整 j = 2 * i + 1; } else break; } arr[i] = tmp;//循环退出,根节点的值等于最开始的arr[pos]值 } void HeapSort(int *arr, int left, int right) { int n = right - left; int pos = (n - 2) / 2 + left;//寻找最后一个分支的根节点 while (pos >= 0)//建堆 { ShiftDown(arr, left, right, pos--); } int end = n; while (end >= 2)//排序 { end--; Swap(&arr[end], &arr[left]);//交换堆顶和尾部元素 ShiftDown(arr, left, end, left); } }

堆排序整体步骤:

建堆:大堆或小堆。先找到最后一个分支的根节点。再对个分支都进行调整。排序:堆顶和末尾数据交换,调整堆结构,尾部下标-1。再进行排序。

特性总结:

时间复杂度:O(N*logN)空间复杂度:O(1)稳定性:不稳定
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