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C++實現堆排序嘗試

對排序的實現思路有兩種

第一種:1.構建最小堆。2.將最小堆的堆頂元素取出放到輔助數組的0號下標。3.重新調整成最小堆(向上調整) 4.重復2-3

第二種:1.構建最大堆。2.將堆頂元素(0號)與最後一個元素調換位置。3.最後一個元素不變,剩下的數據調整成最大堆。 4.重復2-3。

這裡用的是第二種方式。

幾點說明:

1.構建堆用的是數組來存儲,即堆頂為s[0],第一層為s[1],s[2]以此類推。

2.下面的程序可能存在bug,因為是筆者用一組寫在代碼裡面的數組來測試的。旨在說明問題。

3.為了方便,所有函數的參數都傳進數組,直接在數組上做位置調整(對於數組來說,似乎也只能這麼做)。

4.堆排序應該是  heap sort 英語沒學好真是悲哀。

直接上代碼:

//Sort.h  不好意思寫成了頭文件
#include<iostream>
using namespace std;

int Max(int s[],int a,int b)//取兩數中較大的數的下標
{
    return s[a]>s[b]?a:b;
}
/*
int Min(int s[],int a,int b)
{
    return s[a]<s[b]?a:b;
}
*/
void swap(int s[],int a,int b)//交換兩個數的位置
{
    int temp;
    temp = s[a];
    s[a]=s[b];
    s[b] = temp;
}

void FixDown(int s[],int a,int n)//向下調整算法
{
    int temp = a;//這句沒什麼用,既然寫在這裡了就不刪掉了。
    int max = Max(s,temp*2+1,temp*2+2);//取最大值,在下面用到
    if(s[temp]>=s[max]||(temp*2+2)>n||(temp*2+1)>n)//如果已經是局部(以s[temp]為根的)最大堆,或者s[temp]是葉子節點,直接返回
        return;
    if(s[temp]<s[max])//否則如果不是局部最大堆,調整。
    {
        swap(s,temp,max);//交換s[temp]和其葉子節點中較大的那個的數據。(如果不是最大那個的話調整完了還不是最大堆,而程序不會察覺)
        FixDown(s,max,n);//遞歸
    }
}

void Head(int s[],int n)//構造最大堆,只在一開始的時候用,其實也是調用向下調整算法
{
    for(int i=(n-1)/2;i>=0;i--)//注意這裡循環。向下調是從倒數第二層不斷網上調整的。
    {
        FixDown(s,i,n-1);
    }
}

void HeadSort(int s[],int n)//排序
{
    Head(s,n);//=====注意:創建最大堆(把數組裡面的元素重排)
    int j=n-1;//數組尾部
    while(j>0)
    {
        if(s[0]>s[j])//這句主要是最後一次的時候用。沒有if也沒關系
        {
            swap(s,0,j);//調換
            FixDown(s,0,j-1);//向下調整。注意此時調整的最後一個元素是temp[j-1],不會訪問到j,也就是說j被固定了。
        }
        j--;
    }
}

void Sort(int s[],int low,int high)//sort函數,外部接口,可以忽視。因為裡面其實就是一條語句,調用上面的函數
{
    HeadSort(s,high);
}
void Show(int s[],int n)
{
    for(int i=0;i<n;i++)
        cout << s[i] << " ";
}

下面是測試文件

#include"Sort.h"

int main()
{
    //int s[]={1,23,3,45,23,5,6,741,2,8,561,395,123,5110};
    int s[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int n = 10;
    Sort(s,0,n);
    cout << "排序後:";
    Show(s,n);
    return 0;
}

程序的運行過程是這樣子的:

1.數組傳進來,調用Sort函數。之所以寫成這麼函數,是因為以後寫別的排序算法的時候,在裡面調用就可以了,練練自己程序擴展的用法。

2.調用堆排序函數--》Headsort函數  《----算法從這裡開始

3.先把數組調整成最大堆==》Head函數

4.現在拿到最大堆之後,s[0]跟s[j]換(j=n-1)。重新調整,循環。

完成。

補充:關於向下調整,如果上面講的不清楚,可以找相應的博客來看,那種帶圖片分析的,一看就懂。

C++ Primer Plus 第6版 中文版 清晰有書簽PDF+源代碼 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101227.htm

讀C++ Primer 之構造函數陷阱 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40176.htm

讀C++ Primer 之智能指針 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40177.htm

讀C++ Primer 之句柄類 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40175.htm

將C語言梳理一下,分布在以下10個章節中:

  1. Linux-C成長之路(一):Linux下C編程概要 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242.htm
  2. Linux-C成長之路(二):基本數據類型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p2.htm
  3. Linux-C成長之路(三):基本IO函數操作 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p3.htm
  4. Linux-C成長之路(四):運算符 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p4.htm
  5. Linux-C成長之路(五):控制流 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p5.htm
  6. Linux-C成長之路(六):函數要義 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p6.htm
  7. Linux-C成長之路(七):數組與指針 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p7.htm
  8. Linux-C成長之路(八):存儲類,動態內存 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p8.htm
  9. Linux-C成長之路(九):復合數據類型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p9.htm
  10. Linux-C成長之路(十):其他高級議題

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