算法之排序-----排序第四篇 堆排序

堆排序

• 真言

头会疼，但是总有停止的那一刻，抓住那一刻去总结。否则头白疼啦。

• 引言

堆排序算法在大量数据排序中还是比较实用的，现在有好几个排序算法啦，有什么优缺点，也可以总结了。

• 思路

堆排序的算法就是两步建堆和维护。

建堆一次，维护堆 n-2 次（第一次维护的时候 堆规模为 n-1，最后一次维护的时候堆规模为 2）。

举个例子吧，我喜欢图，我相信你们也喜欢。

一共有10个数据，如下

建堆过程中如下数据如下变化

建堆完毕。

交换数据，堆规模建减小，维护堆，直至堆规模为 1.过程如下

第一次

第二次

第三次

第四次

第五次

第六次

第七次

第八次

最后成为

• 实验

• 代码

test.cpp

// choice sort 
#include<iostream>
#include<Windows.h>
#include<ctime>
using namespace std;

// use 1000,00 to test  
int const size = 1000000;

// template function declare
template<class T> 
void Heap_sort(T *data,const int length);

// template function 
template<class T> 
void Make_heap(T *data,const int length);

// template function 
template<class T> 
void Heap_downcast(T *data,int i,const int length);

int main()
{
	DWORD S,E;

	int * data = new int[size];
	for(int i =0 ; i<size; i++)
	{
		data[i] = rand();
	}
	cout<<"data initialize over"<<endl;
	S = GetTickCount();
	Heap_sort(data,size);
	E = GetTickCount();
	//for(int i =0 ; i<size; i++)
	//{
	//	cout<<data[i]<<endl;
	//}
	cout<<endl<<"给"<<size<<"个数据选择排序，费时"<<E-S<<"毫秒"<<endl;
	system("pause");
	return 0;
}


// template function 
template<class T> 
void Heap_sort(T *data,const int length)
{
	if(data != NULL && length >= 0)
	{	
		Make_heap(data,length);		
		T d;
		int L = length;
		while(L>1)
		{
			d=data[L-1];
			data[L-1] = data[0];
			data[0] =d;
			L--;			
			Heap_downcast(data,0,L);
		}
		cout<<endl;
	}
	else 
	{
		cout<<"exception of input choice sort"<<endl;
	}
}

// template function 
template<class T> 
void Make_heap(T *data,const int length)
{
	if(data != NULL && length >= 0)
	{		
		for(int i=length/2-1;i>=0;i--)
		{
			Heap_downcast(data,i,length);		
		}
	}
	else 
	{
		cout<<"exception of input make heap"<<endl;
	}	
}

// template function 
template<class T> 
void Heap_downcast(T *data,int i,const int length)
{
	if(data != NULL && length >= 0)
	{
		T max ;
		// have two children
		while(i*2+2 <length)
		{
			max = data[i];
			if(max >= data[i*2+1] && max >= data[2*i+2])
				break;
			// right child bigger 
			if( data[i*2+2]>data[2*i+1] && data[i*2+2]>max)
			{
				max = data[i*2+2];
				data[i*2+2] = data[i];
				data[i] = max;
				i = i*2+2;
			}
			// left child bigger
			else if( data[i*2+1] >= data[2*i+2] && data[i*2+1]>max )
			{
				max = data[i*2+1];
				data[i*2+1] = data[i];
				data[i] = max;
				i = i*2+1;		
			}			
		}
		// have one child
		if(i*2+1 < length)
		{
			if(data[i*2+1]>data[i])
			{
				max = data[i*2+1];
				data[i*2+1] = data[i];
				data[i] = max;
			}
		}
	}
	else 
	{
		cout<<"exception of input Heap_downcast"<<endl;
	}
}