堆排序(Heapsort)是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。
堆分为大根堆和小根堆,是完全二叉树。
大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值。在数组的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因为根据大根堆的要求可知,最大的值一定在堆顶。
堆排序的时间,主要由建立初始堆和反复重建堆这两部分的时间开销构成,它们均是通过调用Heapify实现的。平均性能为O(N*logN)。
由于建初始堆所需的比较次数较多,所以堆排序不适宜于记录数较少的文件。它是不稳定的排序方法。
示例代码:
//堆排序
#include<stdio.h>
int h[101];//用来存放堆的数组
int n; //用来存储堆中元素的个数,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;
}
//向下调整函数
void siftdown(int i)//传入一个需要向下调整的结点编号i,
{
int t,flag=0;//用来标记是否需要继续向下调整
//当i结点有儿子并且需要继续调整的时候循环执行
while(i*2<=n && flag==0)
{ //首先判断它与左儿子的关系,并用t记录值较小的结点编号
if(h[i]>h[i*2])
t=2*i;
else
t=i;
//如果它有右儿子,在对右儿子进行讨论
if(i*2+1 <= n)
{
//如果右儿子的值更小,更新较小的结点
if(h[t]>h[i*2+1])
t=2*i+1;
}
//如果发现最小的结点编号不是自己,说明子节点中有比父节点更小的
if(t!=i)
{
swap(t,i);//交换他们
i=t;
}
else
flag=1;//否则书名当前父节点已经比两个子节点小了,不需要再进行调整。
}
}
//建立堆的函数
void creat()
{
int i;
//从最后一个非叶结点掉第一个节点依次进行向上调整
for(i=n/2;i>=1;i--)
{
siftdown(i);
}
}
//删除最大的元素
int deletemax()
{
int t;
t=h[1];//用一个临时变量记录堆顶点的值
h[1]=h[n];//将堆的最后一个结点赋值到堆顶
n--;//堆的元素减少1
siftdown(1);//向下调整
return t; //返回之前记录的堆的顶点的最大值
}
int main()
{
int i,num;
scanf("%d",&num);
for(i=1;i<=num;i++)
scanf("%d",&h[i]);
n=num;
//建堆
creat();
//删除顶部元素,连续删除n次,其实也就是从小到大把数输出来
for(i=1;i<=num;i++)
{
printf("%d ",deletemax());
}
return 0;
}