快捷導(dǎo)航

Python實(shí)現(xiàn)的堆排序算法原理與用法實(shí)例分析

更新時(shí)間：2017年11月22日 10:43:33 作者：Alex Yu

這篇文章主要介紹了Python實(shí)現(xiàn)的堆排序算法,簡(jiǎn)單描述了堆排序的原理,并結(jié)合實(shí)例形式分析了Python實(shí)現(xiàn)堆排序的相關(guān)操作技巧,代碼中備有較為詳細(xì)的注釋便于理解,需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了Python實(shí)現(xiàn)的堆排序算法。分享給大家供大家參考，具體如下：

堆排序（Heapsort）是指利用堆這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的一種排序算法。堆是一個(gè)近似完全二叉樹的結(jié)構(gòu)，并同時(shí)滿足堆性質(zhì)：即子結(jié)點(diǎn)的鍵值或索引總是小于（或者大于）它的父節(jié)點(diǎn)。

具體代碼如下：

#-*- coding: UTF-8 -*-
import numpy as np
def MakeHeap(a):
  for i in xrange(a.size / 2 - 1, -1, -1):#對(duì)非葉子節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，構(gòu)建堆
    AdjustHeap(a, i, a.size)
def AdjustHeap(a, i, n):
  j = i*2 +1                     #選擇節(jié)點(diǎn)i的左子節(jié)點(diǎn)
  x = a[i]                       #選擇節(jié)點(diǎn)的數(shù)值
  while j < n:                    #循環(huán)對(duì)子節(jié)點(diǎn)及其子樹進(jìn)行調(diào)整
    if j + 1 < n and a[j+1] < a[j]:    #找到節(jié)點(diǎn)i子節(jié)點(diǎn)的最小值
      j += 1
    if a[j] >= x :                  #若兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)均不小于該節(jié)點(diǎn)，則不同調(diào)整
      break
    a[i], a[j] = a[j], a[i]             #將節(jié)點(diǎn)i的數(shù)值與其子節(jié)點(diǎn)中最小者的數(shù)值進(jìn)行對(duì)調(diào)
    i = j                        #將i賦為改變的子節(jié)點(diǎn)的索引
    j = i*2 + 1                   #將j賦為節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的左子節(jié)點(diǎn)
def HeapSort(a):
  MakeHeap(a)                 #構(gòu)建小頂堆
  for i in xrange(a.size - 1,0, -1):   #對(duì)堆中的元素逆向遍歷
    a[i], a[0] = a[0], a[i]           #將堆頂元素與堆中最后一個(gè)元素進(jìn)行對(duì)調(diào)，因?yàn)樾№敹阎卸秧斣赜肋h(yuǎn)最小，因此，輸出即為最小元素
    AdjustHeap(a, 0, i)          #重新調(diào)整使剩下的元素仍為一個(gè)堆
if __name__ == '__main__':
  a = np.random.randint(0, 10, size = 10)
  print "Before sorting..."
  print "---------------------------------------------------------------"
  print a
  print "---------------------------------------------------------------"
  HeapSort(a)
  print "After sorting..."
  print "---------------------------------------------------------------"
  print a[::-1]                    #因?yàn)槎雅判虬创蟮叫∵M(jìn)行排列，采用a[::-1]對(duì)其按從小到大進(jìn)行輸出
  print "---------------------------------------------------------------"

運(yùn)行結(jié)果：