堆排序理解 完整代码

/*

<转自 http://www.wutianqi.com/?p=1820 >

自我修改
* Note:   堆排序(Heap Sort)

*/

#include <iostream>

using namespace std;
// 输出当前堆的排序状况

void PrintArray(int data[], int size)

{

    for (int i=1; i<=size; ++i)

        cout <<data[i]<<"  ";

    cout<<endl;

}
// 堆化，保持堆的性质

// MaxHeapify让a[i]在最大堆中"下降"，

// 使以i为根的子树成为最大堆

void MaxHeapify(int *a, int i, int size)

{

    int lt = 2*i, rt = 2*i+1;

    int largest;

    if(lt <= size && a[lt] > a[i])   // 符号修改后形成的最小堆

        largest = lt;

    else

        largest = i;

    if(rt <= size && a[rt] > a[largest])

        largest = rt;

    if(largest != i)

    {

        int temp = a[i];

        a[i] = a[largest];

        a[largest] = temp;

        MaxHeapify(a, largest, size);

    }

}
// 建堆

// 自底而上地调用MaxHeapify来将一个数组a[1..size]变成一个最大堆

//

void BuildMaxHeap(int *a, int size)

{

    for(int i=size/2; i>=1; --i)

        MaxHeapify(a, i, size);

}
// 堆排序

// 初始调用BuildMaxHeap将a[1..size]变成最大堆

// 因为数组最大元素在a[1]，则可以通过将a[1]与a[size]互换达到正确位置

// 现在新的根元素破坏了最大堆的性质，所以调用MaxHeapify调整，

// 使a[1..size-1]成为最大堆，a[1]又是a[1..size-1]中的最大元素，

// 将a[1]与a[size-1]互换达到正确位置。

// 反复调用Heapify，使整个数组成从小到大排序。

// 注意： 交换只是破坏了以a[1]为根的二叉树最大堆性质，它的左右子二叉树还是具备最大堆性质。

//        这也是为何在BuildMaxHeap时需要遍历size/2到1的结点才能构成最大堆，而这里只需要堆化a[1]即可。

void HeapSort(int *a, int size)

{

    BuildMaxHeap(a, size);

    PrintArray(a, size);

    int len = size;

    for(int i=size; i>=2; --i)

    {

        int temp = a[1];

        a[1] = a[i];

        a[i] = temp;

        len--;

        MaxHeapify(a, 1, len);

        cout << "中间过程:";

        PrintArray(a, size);

    }
}
int main()

{

    int size;

    int arr[100];

    cout << "Input the num of elements:\n";

    cin >> size;

    cout << "Input the elements:\n";

    for(int i=1; i<=size; ++i)

        cin >> arr[i];

    cout << endl;

    HeapSort(arr, size);

    cout << "最后结果:";

    PrintArray(arr, size);

}

/*

最大堆

Input the num of elements:

10

Input the elements:

50 36 41 19 23 4 20 18 12 22
50  36  41  19  23  4  20  18  12  22

中间过程:41  36  22  19  23  4  20  18  12  50

中间过程:36  23  22  19  12  4  20  18  41  50

中间过程:23  19  22  18  12  4  20  36  41  50

中间过程:22  19  20  18  12  4  23  36  41  50

中间过程:20  19  4  18  12  22  23  36  41  50

中间过程:19  18  4  12  20  22  23  36  41  50

中间过程:18  12  4  19  20  22  23  36  41  50

中间过程:12  4  18  19  20  22  23  36  41  50

中间过程:4  12  18  19  20  22  23  36  41  50

最后结果:4  12  18  19  20  22  23  36  41  50
Process returned 0 (0x0)   execution time : 2.411 s

Press any key to continue.
*/

/*

最小堆

Input the num of elements:

10

Input the elements:

50 36 41 19 23 4 20 18 12 22
4  12  20  18  22  41  50  36  19  23

中间过程:12  18  20  19  22  41  50  36  23  4
中间过程:18  19  20  23  22  41  50  36  12  4

中间过程:19  22  20  23  36  41  50  18  12  4

中间过程:20  22  41  23  36  50  19  18  12  4

中间过程:22  23  41  50  36  20  19  18  12  4

中间过程:23  36  41  50  22  20  19  18  12  4

中间过程:36  50  41  23  22  20  19  18  12  4

中间过程:41  50  36  23  22  20  19  18  12  4

中间过程:50  41  36  23  22  20  19  18  12  4

最后结果:50  41  36  23  22  20  19  18  12  4
Process returned 0 (0x0)   execution time : 2.795 s

Press any key to continue.
*/

堆排序理解 完整代码