排序算法 之 堆排序

Posted 2021-11-29 hit-ycy

  1 #include <iostream>
  2 #include <vector>
  3 #include <algorithm>
  4 
  5 using namespace std;
  6 
  7 //大根堆
  8 
  9 void push_up(vector<int>&heap , int heapPosize)
 10 {
 11     int t = heapPosize;
 12     while (t/2 && heap[t/2] < heap[t])///在堆里面，计数是从一开始的
 13     {
 14         swap(heap[t],heap[t/2]);
 15         t = t/2;
 16     }
 17 }
 18 void push_down(vector<int> &heap ,int heapSize, int heapPosion)
 19 {
 20     int t = heapPosion ;
 21     int leftChild = heapPosion*2;
 22     int rightChild = heapPosion*2+1;
 23     if (leftChild <= heapSize && heap[t] < heap[leftChild])
 24     {
 25         t = leftChild ;
 26     }
 27     if (rightChild <= heapSize && heap[t] < heap[rightChild])
 28     {
 29         t = rightChild ;
 30     }
 31     if (t != heapPosion)
 32     {
 33         swap( heap[t] , heap[heapPosion]);
 34         push_down(heap , heapSize , t);
 35     }
 36 }
 37 void insert(vector<int>&heap ,int data, int &heapsize)
 38 {
 39     heap.push_back(data);
 40     heapsize++;
 41     push_up(heap,heapsize);
 42 }
 43 
 44 void remove_top(vector<int>&heap , int &heapsize)
 45 {
 46    swap(heap[1],heap[heapsize]);
 47    heapsize--;
 48    heap.pop_back();
 49    push_down(heap,heapsize,1);
 50 }
 51 int creatHeap(vector<int> &heap )
 52 {
 53     int length = heap.size();
 54     heap.push_back(0);
 55 
 56     for (int i = length ; i > 0 ; i --) ///将heap的长度加一，移动数据
 57     {
 58         heap[i] = heap[i-1];
 59     }
 60 
 61     for(int i =1 ;i <= length ;i++)
 62     {
 63         push_up(heap,i);
 64 
 65         printf("push_up 第%d次 :" ,i);
 66         for (int j =1 ;j <= length ;j++)
 67         {
 68             printf("%d ",heap[j]);
 69         }
 70         printf("\n");
 71     }
 72     return length;
 73 }
 74 void heap_sort(vector<int> &heap ,int heapSize)
 75 {
 76     //int heapSize = creatHeap(heap);
 77     int size = heapSize;
 78     for (int i = 1 ; i <= size ;++i)
 79     {
 80         swap(heap[1],heap[heapSize]);
 81         heapSize--;
 82         push_down(heap , heapSize , 1);
 83         printf("push_down 第%d次 :" ,i);
 84         for (int j =1 ;j <= size ;j++)
 85         {
 86             printf("%d ",heap[j]);
 87         }
 88         printf("\n");
 89     }
 90     for (int i = 0 ; i < size ;i++) ///将数据还原
 91     {
 92         heap[i] = heap[i+1];
 93     }
 94     heap.pop_back();
 95 }
 96 #define n 5
 97 int main()
 98 {
 99     vector<int> heapData;
100     heapData.resize(n);
101     for(int i = 0 ; i < n ;i++)
102     {
103         cin >> heapData[i];
104     }
105 
106     puts("排序前的数据为 ：");
107     for(int i = 0 ; i < n ;i++)
108     {
109         printf("%d ",heapData[i]);
110     }
111     printf("\n");
112 
113     int length = creatHeap(heapData);
114     remove_top(heapData,length);
115     puts("删除头节点后的值为 ：");
116     for(int i = 1 ; i <= length ;i++)
117     {
118         printf("%d ",heapData[i]);
119     }
120     printf("\n");
121 
122     puts("增加节点后的值为 ：");
123     insert(heapData ,26515, length);
124     for(int i = 1 ; i <= length ;i++)
125     {
126         printf("%d ",heapData[i]);
127     }
128     printf("\n");
129 
130     heap_sort(heapData,length);
131     puts("排序后的数据为 ：");
132     for(int i = 0 ; i < length ;i++)
133     {
134         printf("%d ",heapData[i]);
135     }
136     printf("\n");
137     return 0;
138 }

最后结果为：

12
123
12323
26
23
排序前的数据为 ：
12 123 12323 26 23
push_up 第1次 :12 123 12323 26 23
push_up 第2次 :123 12 12323 26 23
push_up 第3次 :12323 12 123 26 23
push_up 第4次 :12323 26 123 12 23
push_up 第5次 :12323 26 123 12 23
删除头节点后的值为 ：
123 26 23 12
增加节点后的值为 ：
26515 123 23 12 26
push_down 第1次 :123 26 23 12 26515
push_down 第2次 :26 12 23 123 26515
push_down 第3次 :23 12 26 123 26515
push_down 第4次 :12 23 26 123 26515
push_down 第5次 :12 23 26 123 26515
排序后的数据为 ：
12 23 26 123 26515
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