给出一个记录序列,用堆排序的方法将其进行升序排列,输出结果,输出时要求有文字说明。 请C++编写程序实现上述算法,并分析其算法复杂度。
时间: 2024-05-15 08:19:46 浏览: 86
堆排序是一种基于堆的排序算法,它的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(1)。堆排序分为两个步骤:建堆和排序。
建堆的过程是将无序的记录序列构建成一个堆。堆排序使用的是大根堆,即父节点的值大于等于其子节点的值。建堆的过程可以使用自底向上的方法,从最后一个非叶子节点开始,将其与其子节点比较并交换位置,直到整个序列都满足大根堆的性质。
排序的过程是将堆顶元素(最大值)与堆尾元素(未排序部分的最后一个元素)交换位置,并将堆的规模减1,然后将堆顶元素下沉到合适位置,使得剩余部分仍然满足大根堆的性质。重复以上步骤,直到整个序列都有序。
下面是C语言的堆排序实现:
```c
#include <stdio.h>
void adjustHeap(int arr[], int i, int len) {
int temp = arr[i];
for (int k = i * 2 + 1; k < len; k = k * 2 + 1) {
if (k + 1 < len && arr[k] < arr[k + 1]) {
k++;
}
if (arr[k] > temp) {
arr[i] = arr[k];
i = k;
} else {
break;
}
}
arr[i] = temp;
}
void heapSort(int arr[], int len) {
for (int i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {
adjustHeap(arr, i, len);
}
for (int i = len - 1; i > 0; i--) {
int temp = arr[0];
arr[0] = arr[i];
arr[i] = temp;
adjustHeap(arr, 0, i);
}
}
int main() {
int arr[] = {4, 1, 6, 8, 2, 5, 7, 3};
int len = sizeof(arr) / sizeof(int);
heapSort(arr, len);
for (int i = 0; i < len; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
```
以上代码中,adjustHeap函数用于调整堆,heapSort函数用于排序。在主函数中,我们定义一个记录序列arr,并将其传入heapSort函数进行排序。最后输出排序后的结果。
对于输入序列为{4, 1, 6, 8, 2, 5, 7, 3}的情况,排序后的结果为{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}。
堆排序的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(1)。其中,建堆的时间复杂度为O(n),排序的时间复杂度为O(nlogn)。由于堆排序的时间复杂度较稳定,因此在实际应用中比较常见。
阅读全文