本文實例講述了PHP實現(xiàn)的堆排序算法。分享給大家供大家參考，具體如下：

經(jīng)驗

工作了，面試我工作這家公司時被技術(shù)面打擊得不行，因為自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)學(xué)得實在太差，雖然原來是想做設(shè)計師的說。。。不過看在PHP寫得還湊合的份上能來實習(xí)了，但還是決心惡補(bǔ)一下基礎(chǔ)。 其實自己之前也確實感覺到了基礎(chǔ)的重要性，一些比較深的東西都比較底層，不學(xué)好根本沒法進(jìn)行。像我之前用PHP做websocket，就牽扯到數(shù)據(jù)包、數(shù)據(jù)幀等概念，搞不清楚，連數(shù)據(jù)都沒法處理，還得后來補(bǔ)。所以我準(zhǔn)備重新學(xué)一下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法,網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)知識，也在此跟大家提個醒,別像我一樣走反了方向，甚至到明白過來就已經(jīng)晚了。

今天來說一下被問到的堆排序的問題，當(dāng)時被問到時，連完全二叉樹的概念都忘了。不過幸好我還有一點點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，看了點資料也有些明白了，所以想用PHP寫一下二叉樹的堆排序，順便也復(fù)習(xí)下二叉樹，堆等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

堆

堆(heap)是計算機(jī)科學(xué)中一類特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，通常是一個可以被看做一棵樹的數(shù)組對象。

堆{k1,k2,ki,…,kn} (ki <= k2i,ki <= k2i+1)|(ki >= k2i,ki >= k2i+1), (i = 1,2,3,4...n/2)

關(guān)于堆：

堆中某個節(jié)點的值總是不大于或不小于其父節(jié)點的值；
堆總是一棵完全二叉樹（下面）。
將根節(jié)點最大的堆叫做最大堆或大根堆，根節(jié)點最小的堆叫做最小堆或小根堆。

完全二叉樹

說到堆排序，就不能不提完全二叉樹，這些基本概念在網(wǎng)上到處都是，我摘了個最簡單的。。

完全二叉樹：除最后一層外，每一層上的節(jié)點數(shù)均達(dá)到最大值；在最后一層上只缺少右邊的若干結(jié)點。

我自己總結(jié)認(rèn)為，正是因為有下面兩個特點，

1. 只允許最后一層有空缺結(jié)點且空缺在右邊，即葉子結(jié)點只能在層次最大的兩層上出現(xiàn)（存儲方式的規(guī)則性）；
2. 若i>1，tree的雙親為tree[i div 2]（其父子結(jié)點值的規(guī)律性）；

才使得其進(jìn)行排序非常方便。

堆排序

堆排序求升序用大頂堆，求降序用小頂堆。

本例用求降序的小頂堆來解析。

堆排序步驟如下：

1、我們將數(shù)據(jù)（49、38、65、97、76、13、27、50）建立一個數(shù)組$arr；
2、用數(shù)組$arr建立一個小頂堆（主要步驟，會在代碼注釋里解釋，下圖是用一個數(shù)組建立小頂堆的過程）；
3、將堆的根（最小的元素）與最后一個葉子交換，并將堆長度減一，跳到第二步；
4、重復(fù)2-3步，直到堆中只有一個結(jié)點，排序完成。

堆排序的PHP實現(xiàn)

//因為是數(shù)組,下標(biāo)從0開始,所以,下標(biāo)為n根結(jié)點的左子結(jié)點為2n+1,右子結(jié)點為2n+2;
//初始化值,建立初始堆
$arr=array(49,38,65,97,76,13,27,50);
$arrSize=count($arr);
//將第一次排序抽出來，因為最后一次排序不需要再交換值了。
buildHeap($arr,$arrSize);
for($i=$arrSize-1;$i>0;$i--){
  swap($arr,$i,0);
  $arrSize--;
  buildHeap($arr,$arrSize);
}
//用數(shù)組建立最小堆
function buildHeap(&$arr,$arrSize){
  //計算出最開始的下標(biāo)$index,如圖,為數(shù)字"97"所在位置,比較每一個子樹的父結(jié)點和子結(jié)點,將最小值存入父結(jié)點中
  //從$index處對一個樹進(jìn)行循環(huán)比較,形成最小堆
  for($index=intval($arrSize/2)-1; $index>=0; $index--){
    //如果有左節(jié)點,將其下標(biāo)存進(jìn)最小值$min
    if($index*2+1<$arrSize){
      $min=$index*2+1;
      //如果有右子結(jié)點,比較左右結(jié)點的大小,如果右子結(jié)點更小,將其結(jié)點的下標(biāo)記錄進(jìn)最小值$min
      if($index*2+2<$arrSize){
        if($arr[$index*2+2]<$arr[$min]){
          $min=$index*2+2;
        }
      }
      //將子結(jié)點中較小的和父結(jié)點比較,若子結(jié)點較小,與父結(jié)點交換位置,同時更新較小
      if($arr[$min]<$arr[$index]){
        swap($arr,$min,$index);
      }
    }
  }
}
//此函數(shù)用來交換下數(shù)組$arr中下標(biāo)為$one和$another的數(shù)據(jù)
function swap(&$arr,$one,$another){
  $tmp=$arr[$one];
  $arr[$one]=$arr[$another];
  $arr[$another]=$tmp;
}

下面是排序的最終結(jié)果：

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希望本文所述對大家PHP程序設(shè)計有所幫助。

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