堆排序的初始堆是什么意思,堆排序跟初始状态有关吗

http://www.itjxue.com  2023-01-15 14:07  来源:未知  点击次数: 

什么是堆排序?

【概念】堆排序(Heapsort)是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。堆分为大根堆和小根堆,是完全二叉树。大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值,即A[PARENT[i]] = A[i]。在数组的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因为根据大根堆的要求可知,最大的值一定在堆顶。

【起源】

1991年的计算机先驱奖获得者、斯坦福大学计算机科学系教授罗伯特·弗洛伊德(Robert W.Floyd)和威廉姆斯(J.Williams)在1964年共同发明了著名的堆排序算法( Heap Sort )。

【简介】

堆排序利用了大根堆(或小根堆)堆顶记录的关键字最大(或最小)这一特征,使得在当前无序区中选取最大(或最小)关键字的记录变得简单。

(1)用大根堆排序的基本思想

① 先将初始文件R[1..n]建成一个大根堆,此堆为初始的无序区

② 再将关键字最大的记录R[1](即堆顶)和无序区的最后一个记录R[n]交换,由此得到新的无序区R[1..n-1]和有序区R[n],且满足R[1..n-1].keys≤R[n].key

③由于交换后新的根R[1]可能违反堆性质,故应将当前无序区R[1..n-1]调整为堆。然后再次将R[1..n-1]中关键字最大的记录R[1]和该区间的最后一个记录R[n-1]交换,由此得到新的无序区R[1..n-2]和有序区R[n-1..n],且仍满足关系R[1..n-2].keys≤R[n-1..n].keys,同样要将R[1..n-2]调整为堆。

……

直到无序区只有一个元素为止。

(2)大根堆排序算法的基本操作:

①建堆,建堆是不断调整堆的过程,从len/2处开始调整,一直到第一个节点,此处len是堆中元素的个数。建堆的过程是线性的过程,从len/2到0处一直调用调整堆的过程,相当于o(h1)+o(h2)…+o(hlen/2) 其中h表示节点的深度,len/2表示节点的个数,这是一个求和的过程,结果是线性的O(n)。

②调整堆:调整堆在构建堆的过程中会用到,而且在堆排序过程中也会用到。利用的思想是比较节点i和它的孩子节点left(i),right(i),选出三者最大(或者最小)者,如果最大(小)值不是节点i而是它的一个孩子节点,那边交互节点i和该节点,然后再调用调整堆过程,这是一个递归的过程。调整堆的过程时间复杂度与堆的深度有关系,是lgn的操作,因为是沿着深度方向进行调整的。

③堆排序:堆排序是利用上面的两个过程来进行的。首先是根据元素构建堆。然后将堆的根节点取出(一般是与最后一个节点进行交换),将前面len-1个节点继续进行堆调整的过程,然后再将根节点取出,这样一直到所有节点都取出。堆排序过程的时间复杂度是O(nlgn)。因为建堆的时间复杂度是O(n)(调用一次);调整堆的时间复杂度是lgn,调用了n-1次,所以堆排序的时间复杂度是O(nlgn)[2]

注意:

①只需做n-1趟排序,选出较大的n-1个关键字即可以使得文件递增有序。

②用小根堆排序与利用大根堆类似,只不过其排序结果是递减有序的。堆排序和直接选择排序相反:在任何时刻堆排序中无序区总是在有序区之前,且有序区是在原向量的尾部由后往前逐步扩大至整个向量为止

【特点】

堆排序(HeapSort)是一树形选择排序。堆排序的特点是:在排序过程中,将R[l..n]看成是一棵完全二叉树的顺序存储结构,利用完全二叉树中双亲结点和孩子结点之间的内在关系(参见二叉树的顺序存储结构),在当前无序区中选择关键字最大(或最小)的记录

【算法分析】

堆排序的时间,主要由建立初始堆和反复重建堆这两部分的时间开销构成,它们均是通过调用Heapify实现的。

平均性能:O(N*logN)。

其他性能:由于建初始堆所需的比较次数较多,所以堆排序不适宜于记录数较少的文件。堆排序是就地排序,辅助空间为O(1)。它是不稳定的排序方法。(排序的稳定性是指如果在排序的序列中,存在前后相同的两个元素的话,排序前 和排序后他们的相对位置不发生变化)。

请问一下啊 堆排序是怎么回事 是什么意思

堆排序就是相当于一个排序二叉树,只是它是根节点的优先级别大于任何儿子的优先级别,这样可以每次删除根节点,然后调整整个堆。

program heap;

var a:array[1..10000] of integer;

n,i:integer;

procedure down(i:integer);

var x,j:integer;

begin

x:=a[i];

j:=i*2;

while j=n do

begin

if a[j]a[j+1] then j:=j+1;

if a[j]x then

begin

a[i]:=a[j];

i:=j;

j:=i*2;

end else break;

end;

a[i]:=x;

end;

procedure delete(i);

begin

n:=n-1;

if (n=0)or(i=n+1) then exit

else

begin

a[i]:=a[n+1];

down(i);

end;

end;

{====main=====}

begin

readln(n);

for i:=1 to n do read(a[i]);

for i:=n div 2 downto 1 do down(i);

for i:=1 to n do

begin

write(a[1]);

delete(1);

end;

end.

堆排序是啥东西啊?它在最坏情况下需要比较的次数怎么算?

堆排序

堆:设有数据元素的集合(R1,R2,R3,...Rn)它们是一棵顺序二叉树的结点且有

Ri=R2i 和Ri=R2i+1(或=)

堆的性质:堆的根结点上的元素是堆中的最小元素,且堆的每一条路径上的元素都是有序的。

堆排序的思想是:

1)建初始堆(将结点[n/2],[ n/2]-1,...3,2,1分别调成堆)

2)当未排序完时

输出堆顶元素,删除堆顶元素,将剩余的元素重新建堆。

程序如下:

program duipx;

const n=8;

type arr=array[1..n] of integer;

var a:arr;i:integer;

procedure sift(var a:arr;l,m:integer);

var i,j, t:integer;

begin

i:=l;j:=2*i;t:=a[i];

while j=m do

begin

if (jm) and (a[j]a[j+1]) then j:=j+1;

if ta[j] then

begin a[i]:=a[j];i:=j;j:=2*i; end

else exit;

a[i]:=t;

end;

end;

begin

for i:=1 to n do read(a[i]);

for i:=(n div 2) downto 1 do

sift(a,i,n);

for i:=n downto 2 do

begin

write(a[1]:4);

a[1]:=a[i];

sift(a,1,i-1);

end;

writeln(a[1]:4);

end.

对一组数据进行建堆时其初始堆是已经完成第一趟的堆吗

不是的,是用数组本来的数据,按层次遍历的方法构成一棵满二叉树。这样就是初始堆,然后按大堆或小堆进行建堆。

初始堆唯一吗

初始堆不是唯一。根据查询相关公开信息显示:堆排序初始堆不唯一,因为这个堆的顺序存在多个,只要满足根节点和子节点之间的关系即可。初始堆指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法,调整的结果就不一定唯一,故初始堆不是唯一。

这么大个网络,就没人会数据结构? 第3题求堆排序的初始堆,怎么解 ,谢了

先按原始序列绘出原始二叉树

49

38 65

97 76 13 27

50

从下往上,再从左往右比较交换数据,保证每棵子树都是堆(假定是大顶堆,结果是非递减排序)

第一次交换 38,97,然后是50,38,右子树已经是大顶堆

在交换,97,49,再往下筛选交换49,76

完毕即为初始堆

97

76 65

50 49 13 27

38

(责任编辑:IT教学网)

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