基本有序數組的排序_legend

(1)背景

已知一個幾乎有序的數組,幾乎有序是指,如果把數組排好順序的話,每個元素移動的距離可以不超過k,並且k相對於數組來說比較小。請選擇一個合適的排序算法針對這個數據進行排序。

給定一個int數組A,同時給定A的大小n和題意中的k,請返回排序後的數組。

 

(2)分析

(2.1)思路一

插入排序:

插入排序能夠做到很好效果,時間複雜度O(nk),空間複雜度O(1);

 

(2.2)思路二

最小堆:

從左往右排序,i位置上最終放的數一定在區間[i,i+k]上。

可以每次只對[i,i+k]區間的數進行排序,確定i位置上的數據,然後區間向右移動一個位置。

重複以上操作直到確定所有位置上的數據。

那麼對於區間[i,i+k]上的數據該採用什麼方法來排序呢。

如果選擇插入排序,每次移動位置後需要o(k)來確定i上的元素;

實際上在移動位置後,補充一個新的數據到原有區間時,完全可以採用二分查找,因爲原有區間已經有序,

這樣時間複雜度降低爲o(logk)。

本題可以採用大小爲K+1的堆來進行排序,時間複雜度爲o(nlogk)。

選擇堆起始大小爲k的最小堆,由題意可知a[0~k-1] k個元素一定存在整個數組中最小的值,將a[0~k-1]數據建立最小堆;

摘除堆頂放到ai[i從0開始,i++]處,再將a[k]放到最小堆的堆頂,調整繼續建堆;

直到剩下最後k個元素,然後再每次彈出堆頂,堆的大小k--.

摘除堆頂,再添加一個元素,堆調整其時間複雜度爲lgn;

一共有n個數據,需要摘除添加n次;所以整體時間複雜度O(nlogk),空間複雜度O(k).

(3)實現

public class Main {
 
  
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
         int[] B = {2,1,4,3,6,5,8,7,10,9,11,12,14,13,12};
         Main m=new Main();
         int[] A = m.sortElement(B,15,3);
         for(int i=0;i<A.length;i++){
             System.out.print(A[i]+"\t");
         }
 
         
    }
 
    public int[] sortElement(int[] b, int n, int k) {
        // write code here
        int[] heap=Arrays.copyOf(b, k);//最小堆數組
        buildMinHeap(heap,k);//初始最小堆
        for(int i=k;i<n;i++){//堆的長度爲k
            b[i-k]=heap[0];
            heap[0]=b[i];
            buildMinHeap(heap,k);
        }
        
       for(;k>0;k--){//堆的長度不足k
           b[n-k]=heap[0];
           heap[0]=heap[k-1];
           buildMinHeap(heap,k);
       }
        return b;
    }
    
   
    public void buildMinHeap(int [] a,int heapsize){
        for(int i=(heapsize-1)/2;i>=0;i--){
            minHeapify(a,heapsize,i);
        }
    }
    public void minHeapify(int [] a,int heapsize,int i){
        int min=i;
        int left=2*i+1;
        int right=2*i+2;
        if(left<heapsize&&a[left]<a[i]) min=left;
        if(right<heapsize&&a[right]<a[min]) min=right;
        if(min!=i){
            int temp=a[i];
            a[i]=a[min];
            a[min]=temp;
            minHeapify(a,heapsize,min);
        }
    }
}

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章