堆排序(Heapsort)是指利用堆積樹(堆)這種數據結構所設計的一種排序算法,它是選擇排序的一種。可以利用數組的特點快速定位指定索引的元素。
堆分爲大根堆和小根堆,是完全二叉樹。
大根堆的要求是每個節點的值都不大於其父節點的值。在數組的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因爲根據大根堆的要求可知,最大的值一定在堆頂。
堆排序的時間,主要由建立初始堆和反覆重建堆這兩部分的時間開銷構成,它們均是通過調用Heapify實現的。平均性能爲O(N*logN)。
由於建初始堆所需的比較次數較多,所以堆排序不適宜於記錄數較少的文件。它是不穩定的排序方法。
示例代碼:
//堆排序
#include<stdio.h>
int h[101];//用來存放堆的數組
int n; //用來存儲堆中元素的個數,也就是堆的大小
void swap(int x,int y)
{
int t;
t=h[x];
h[x]=h[y];
h[y]=t;
}
//向下調整函數
void siftdown(int i)//傳入一個需要向下調整的結點編號i,
{
int t,flag=0;//用來標記是否需要繼續向下調整
//當i結點有兒子並且需要繼續調整的時候循環執行
while(i*2<=n && flag==0)
{ //首先判斷它與左兒子的關係,並用t記錄值較小的結點編號
if(h[i]>h[i*2])
t=2*i;
else
t=i;
//如果它有右兒子,在對右兒子進行討論
if(i*2+1 <= n)
{
//如果右兒子的值更小,更新較小的結點
if(h[t]>h[i*2+1])
t=2*i+1;
}
//如果發現最小的結點編號不是自己,說明子節點中有比父節點更小的
if(t!=i)
{
swap(t,i);//交換他們
i=t;
}
else
flag=1;//否則書名當前父節點已經比兩個子節點小了,不需要再進行調整。
}
}
//建立堆的函數
void creat()
{
int i;
//從最後一個非葉結點掉第一個節點依次進行向上調整
for(i=n/2;i>=1;i--)
{
siftdown(i);
}
}
//刪除最大的元素
int deletemax()
{
int t;
t=h[1];//用一個臨時變量記錄堆頂點的值
h[1]=h[n];//將堆的最後一個結點賦值到堆頂
n--;//堆的元素減少1
siftdown(1);//向下調整
return t; //返回之前記錄的堆的頂點的最大值
}
int main()
{
int i,num;
scanf("%d",&num);
for(i=1;i<=num;i++)
scanf("%d",&h[i]);
n=num;
//建堆
creat();
//刪除頂部元素,連續刪除n次,其實也就是從小到大把數輸出來
for(i=1;i<=num;i++)
{
printf("%d ",deletemax());
}
return 0;
}