堆的介绍,以及最大堆生成和堆排序
先看看对堆的理解:
堆像一棵倒过来的树
- 堆就不同了,堆是一种经过排序的树形数据结构,每个结点都有一个值。
- 通常我们所说的堆的数据结构,是指二叉堆。
- 堆的特点是根结点的值最小(或最大),且根结点的两个子树也是一个堆。
由于堆的这个特性,常用来实现优先队列,堆的存取是随意,这就如同我们在图书馆的书架上取书,虽然书的摆放是有顺序的,但是我们想取任意一本时不必像栈一样,先取出前面所有的书,书架这种机制不同于箱子,我们可以直接取出我们想要的书。
接下来就是堆实现和堆排序了
这是贴出最大堆的构建,以及对最大堆的排序代码,复制到linux下可以直接编译运行:
#include <stdio.h>
//array是待调整的堆数组,i是待调整的数组元素的位置,nlength是数组的长度
//本函数功能是:根据数组array构建大根堆
void HeapAdjust(int array[],int i,int nLength)
{
int nChild,c;
int nTemp;
for(;2*i+1<nLength;i=nChild)
{
//子结点的位置=2*(父结点位置)+1
nChild=2*i+1;
//得到子结点中较大的结点
if(nChild<nLength-1&&array[nChild+1]>array[nChild])++nChild;
//如果较大的子结点大于父结点那么把较大的子结点往上移动,替换它的父结点
if(array[i]<array[nChild])
{
nTemp=array[i];
array[i]=array[nChild];
array[nChild]=nTemp;
}
else break; //否则退出循环
}
}
//堆排序算法
void HeapSort(int array[],int length)
{
int i,c;
//调整序列的前半部分元素,调整完之后第一个元素是序列的最大的元素
//length/2-1是最后一个非叶节点,此处"/"为整除
for(i=length/2-1;i>=0;--i)
{
HeapAdjust(array,i,length);
}
//从最后一个元素开始对序列进行调整,不断的缩小调整的范围直到第一个元素
for(i=length-1;i>0;--i)
{
//把第一个元素和当前的最后一个元素交换,
//保证当前的最后一个位置的元素都是在现在的这个序列之中最大的
array[i]=array[0]^array[i];
array[0]=array[0]^array[i];
array[i]=array[0]^array[i];
//不断缩小调整heap的范围,每一次调整完毕保证第一个元素是当前序列的最大值
HeapAdjust(array,0,i);
}
}
int main()
{
int i;
int num[]={0,8,2,3,5,4,9,7,1,6};
HeapSort(num,sizeof(num)/sizeof(int));
for(i=0;i<sizeof(num)/sizeof(int);i++)
printf("%d ",num[i]);
printf("\nok\n");
return 0;
}
编译运行结果:
gcc heap.c && ./a.out
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ok