数据结构-十大经典排序算法 第7关:堆排序

发布于:2022-11-07 ⋅ 阅读:(9) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)

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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adjustHeapheap_sortBeginEnd中间的代码,具体要求如下:

  • adjustHeap中,实现堆的调整。
  • 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 **********/
}