写一段C语言,堆算法排序
时间: 2023-09-07 12:04:26 浏览: 64
### 回答1:
#include <stdio.h>
void max_heapify(int arr[], int start, int end)
{
// 建立父节点指标和子节点指标
int dad = start;
int son = dad * 2 + 1;
while (son <= end) { // 子节点指标在范围内才做比较
if (son + 1 <= end && arr[son] < arr[son + 1]) // 先比较两个子节点大小,选择最大的
son++;
if (arr[dad] > arr[son]) // 如果父节点大於子节点代表调整完毕,直接跳出函数
return;
else { // 否则交换父节点和子节点的值,并继续子节点和孙节点比较
int temp = arr[dad];
arr[dad] = arr[son];
arr[son] = temp;
dad = son;
son = dad * 2 + 1;
}
}
}
void heap_sort(int arr[], int len)
{
int i;
// 初始化,i从最後一个父节点开始调整
for (i = len / 2 - 1; i >= 0; i--)
max_heapify(arr, i, len - 1);
// 先將第一個元素和已排好元素前一位做交换,再重新調整,直到排序完畢
for (i = len - 1; i > 0; i--) {
int temp = arr[0];
arr[0] = arr[i];
arr[i] = temp;
max_heapify(arr, 0, i - 1);
}
}
int main()
{
int arr[10] = {2, 3, 1, 7, 8, 4, 10, 16, 12, 9};
int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
heap_sort(arr, len);
int i;
for (i = 0; i < len; i++)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
return 0;
}
### 回答2:
C语言中的堆排序算法如下:
#include <stdio.h>
// 堆排序函数
void heapSort(int arr[], int n) {
// 创建一个最大堆
buildMaxHeap(arr, n);
// 从最后一个非叶子节点开始调整堆
for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
// 将堆顶元素与末尾元素交换
swap(&arr[0], &arr[i]);
// 调整堆
heapify(arr, i, 0);
}
}
// 创建最大堆
void buildMaxHeap(int arr[], int n) {
// 从最后一个非叶子节点开始向上调整
for (int i = (n / 2) - 1; i >= 0; i--) {
heapify(arr, n, i);
}
}
// 调整堆
void heapify(int arr[], int n, int i) {
int largest = i; // 假设当前节点为最大节点
int left = 2 * i + 1; // 左子节点
int right = 2 * i + 2; // 右子节点
// 若左子节点大于最大节点,则更新最大节点
if (left < n && arr[left] > arr[largest]) {
largest = left;
}
// 若右子节点大于最大节点,则更新最大节点
if (right < n && arr[right] > arr[largest]) {
largest = right;
}
// 若最大节点不是当前节点,则交换并继续调整
if (largest != i) {
swap(&arr[i], &arr[largest]);
heapify(arr, n, largest);
}
}
// 交换两个元素的函数
void swap(int* a, int* b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main() {
int arr[] = { 5, 2, 8, 3, 1 };
int n = sizeof(arr) / sizeof(int);
heapSort(arr, n);
printf("排序结果:");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
### 回答3:
堆排序是一种利用最大堆或最小堆数据结构进行排序的算法。下面是C语言实现堆排序的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 交换两个元素
void swap(int* a, int* b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
// 调整堆
void heapify(int arr[], int n, int i) {
int largest = i; // 初始化根节点为最大值
int left = 2 * i + 1; // 左子节点
int right = 2 * i + 2; // 右子节点
// 如果左子节点大于根节点,则更新最大值索引
if (left < n && arr[left] > arr[largest])
largest = left;
// 如果右子节点大于最大值,则更新最大值索引
if (right < n && arr[right] > arr[largest])
largest = right;
// 如果最大值变化,则交换最大值与根节点,并继续调整堆
if (largest != i) {
swap(&arr[i], &arr[largest]);
heapify(arr, n, largest);
}
}
// 堆排序
void heapSort(int arr[], int n) {
// 构建最大堆
for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
heapify(arr, n, i);
// 逐个将堆顶元素移动到末尾,并调整堆
for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
swap(&arr[0], &arr[i]);
heapify(arr, i, 0);
}
}
// 打印数组
void printArray(int arr[], int n) {
for (int i = 0; i < n; ++i)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
}
int main() {
int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
printf("初始数组:");
printArray(arr, n);
heapSort(arr, n);
printf("排序后的数组:");
printArray(arr, n);
return 0;
}
```
以上代码中,`swap`函数用于交换两个元素的值,`heapify`函数用于调整堆,`heapSort`函数用于构建堆并进行堆排序。`main`函数中给定了一个示例数组,通过调用`heapSort`函数对数组进行排序,最后通过`printArray`函数打印出排序后的结果。输出结果为:
```
初始数组:12 11 13 5 6 7
排序后的数组:5 6 7 11 12 13
```
这段代码实现了堆排序算法的基本逻辑,通过堆数据结构实现了一个稳定且高效的排序算法。