数据结构-十大经典排序算法 第7关：堆排序

目录

任务描述

相关知识

堆排序算法

编程要求

测试说明

参考代码

任务描述

本关任务：实现堆排序算法，并将乱序数列变成升序。

相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握：1.堆排序算法。

堆排序算法

堆排序Heapsort是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子结点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。

• 算法步骤：

  1. 将初始待排序关键字序列(R1,R2….Rn)构建成大顶堆，此堆为初始的无序区；

  2. 将堆顶元素R[1]与最后一个元素R[n]交换，此时得到新的无序区(R1,R2,……Rn-1)和新的有序区(Rn)，且满足R[1,2…n-1]<=R[n]；

  3. 由于交换后新的堆顶R[1]可能违反堆的性质，因此需要对当前无序区(R1,R2,……Rn-1)调整为新堆，然后再次将R[1]与无序区最后一个元素交换，得到新的无序区(R1,R2….Rn-2)和新的有序区(Rn-1,Rn)。不断重复此过程直到有序区的元素个数为n-1，则整个排序过程完成。

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段adjustHeap和heap_sort中Begin至End中间的代码，具体要求如下：

• 在adjustHeap中，实现堆的调整。
• 在heap_sort中，构建大顶堆，并调用adjustHeap实现堆的调整。

测试说明

平台将自动编译补全后的代码，并生成若干组测试数据，接着根据程序的输出判断程序是否正确。

以下是平台的测试样例：

测试输入：

10

7 1 4 6 8 9 5 2 3 10

预期输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

测试输入：

15

3 44 38 5 47 15 36 26 27 2 46 4 19 50 48

预期输出：

2 3 4 5 15 19 26 27 36 38 44 46 47 48 50

参考代码

//
//  sort_.cpp
//  Sort
//
//  Created by ljpc on 2018/4/20.
//  Copyright © 2018年 ljpc. All rights reserved.
//

#include "sort_.h"

void print_array(int *arr, int n)
// 打印数组
{
    if(n==0){
        printf("ERROR: Array length is ZERO\n");
        return;
    }
    printf("%d", arr[0]);
    for (int i=1; i<n; i++) {
        printf(" %d", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

void adjustHeap(int *arr, int param1, int j)
// 编程实现堆的调整
{
    // 请在这里补充代码，完成本关任务
    /********** Begin *********/
    int t;
    if(j<param1)
	{
		int max=j;
		int s1=2*j+1;
		int s2=2*j+2;
		if(arr[s1]>arr[max]&&s1<param1)
			max=s1;
		if(arr[s2]>arr[max]&&s2<param1)
			max=s2;
		if(max!=j)
		{
            t = arr[max];
            arr[max] = arr[j];
            arr[j] = t; 
            adjustHeap(arr,param1,max);		
		}
	}
    /********** End **********/
}

int* heap_sort(int *arr, int n)
//  基于adjustHeap函数编程实现堆排序
//  函数参数：无序数组arr 数组长度n
//  函数返回值：返回从小到大排序后的数组
{
    // 请在这里补充代码，完成本关任务
    /********** Begin *********/
    int i,t;
    int l=n-1;				
	int p=(l-1)/2;	
	for(int i=p;i>=0;i--)	
	{
		adjustHeap(arr,n,i);	
	}
    for(int i=n-1;i>=0;i--)
	{
        t = arr[i];
        arr[i] = arr[0];
        arr[0] = t;
		adjustHeap(arr,i,0);		
	}
    return arr;
    /********** End **********/
}