C语言:编写一个算法, 把两个相同大小的堆合并成一个堆,说明它们的时间复杂性。
时间: 2024-09-27 09:08:51 浏览: 38
在C语言中,可以使用自底向上的归并排序策略来合并两个同样大小的已排序小顶堆(最大堆)。这个过程通常被称为“堆合并”。这里是一个简单的伪代码示例:
```c
void mergeHeaps(int* a, int* b, int size, int* result) {
for (int i = size / 2; i >= 0; i--) { // 自底向上合并
if (a[i] > b[i]) {
result[2 * i + 1] = a[i];
result[2 * i + 2] = b[i];
} else {
result[2 * i + 1] = b[i];
result[2 * i + 2] = a[i];
}
a[i] = result[2 * i + 1]; // 将较大的元素放回原堆
b[i] = result[2 * i + 2];
// 再次调整较小的堆
heapify(result, 2 * i + 1, size);
heapify(result, 2 * i + 2, size);
}
}
// 堆化函数,用于修复堆性质
void heapify(int* arr, int i, int size) {
while (i <= size / 2) {
int left = 2 * i;
int right = 2 * i + 1;
int largest = i;
if (left < size && arr[left] > arr[largest])
largest = left;
if (right < size && arr[right] > arr[largest])
largest = right;
if (largest != i) {
swap(arr[i], arr[largest]);
i = largest;
} else
break;
}
}
```
时间复杂性分析:
- 合并过程中,对于每个层级(从底层到顶层),我们都需要将两个堆的顶部元素比较一次,并可能交换位置。这一步的时间复杂度是O(n),因为有n/2层。
- `heapify`函数对每个节点执行了常数次数的操作,总共也执行了大约n/2次,所以时间复杂度也是O(n)。
因此,整体来说,合并两个大小为n的堆的时间复杂性为O(n log n),其中log n来自于堆化的操作。这是因为每次调整都会让堆的高度减少1,而总共有n/2次这样的操作。
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