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排序算法

排序算法

作者: StephenZhang01 | 来源:发表于2018-10-14 22:07 被阅读0次

    1.堆排序

    时间复杂度: O(nlog2N)

    思路: 堆排序主要分为三步:

    1)利用二叉树性质,找到一个父节点与其子节点,并将最大子节点值与父节点值做比较,将最大值交换到父节点上(注意索引位置的调整)

    2)利用第一步的过程,逐步形成大顶堆(正序)

    3)在大顶堆基础上进行排序,将索引1位置值(最大值)与最后的叶子节点做交换并固定,直到从小到大固定所有值.排序完成.

    代码:

    origin = [3, 5, 6, 7, 2, 55, 2, 13, 5, 234, 54, 2, 90, 200]

    n_origin = [0] + origin

    length = len(n_origin) - 1

    # 将列表打印为二叉树结构

    def tree(li):

        for i in [2**x for x in range(length)]:

            for j in li[:i]:

                print("{:^{}}".format(j, length*(length//2)//i), end='')

            print()

            li = li[i:]

            if not li:

                break

    print('\n', 'origin tree:')

    tree(origin)

    # 调整堆(找到父节点与其子节点,并交换值与索引位置)

    def adjust_heap(li, num, cur_index):

        while cur_index * 2 <= num:

            l_index = cur_index * 2

            max_index = l_index

            if num > l_index and li[l_index+1] > li[l_index]:

                max_index = l_index + 1

            if li[max_index] > li[cur_index]:

                li[max_index], li[cur_index] = li[cur_index], li[max_index]

                cur_index = max_index

            else:

                break

        return li

    print('\n', 'adjust node:')

    print(adjust_heap(n_origin, length, length//2))

    # 形成大顶堆

    def max_heap(li, num):

        for i in range(num//2, 0, -1):

            adjust_heap(li, num, i)

        return li

    print('\n', 'max heap:')

    print(max_heap(n_origin, length))

    # 在大顶堆基础上,进行排序

    def heap_sort(li, num):

        while num > 1:

            li[1], li[num] = li[num], li[1]

            num -= 1

            if num == 2 and li[num] > li[num-1]:

                break

            else:

                adjust_heap(li, num, 1)

        return li[1:]

    print('\nsorted heap:')

    print(heap_sort(max_heap(n_origin, length), length))

    tree(heap_sort(max_heap(n_origin, length), length))

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