快捷導(dǎo)航

Python實現(xiàn)的堆排序算法示例

更新時間：2018年04月29日 11:17:23 作者：Vam.Dora.L

這篇文章主要介紹了Python實現(xiàn)的堆排序算法,結(jié)合實例形式分析了堆排序的原理及Python定義與使用堆排序算法的相關(guān)操作技巧,需要的朋友可以參考下

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

堆排序的思想: 堆是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以將堆看作一棵完全二叉樹，這棵二叉樹滿足，任何一個非葉節(jié)點的值都不大于（或不小于）其左右孩子節(jié)點的值。將一個無序序列調(diào)整為一個堆，就可以找出這個序列的最大值（或最小值），然后將找出的這個值交換到序列的最后一個，這樣有序序列就元素就增加一個，無序序列元素就減少一個，對新的無序序列重復(fù)這樣的操作，就實現(xiàn)了排序。

堆排序的執(zhí)行過程：

1.從無序序列所確定的完全二叉樹的第一個非葉子節(jié)點開始，從右至左，從下至上，對每個節(jié)點進行調(diào)整，最終將得到一個大頂堆。

對節(jié)點的調(diào)整方法：將當(dāng)前節(jié)點（假設(shè)為a）的值與其孩子節(jié)點進行比較，如果存在大于a的值的孩子節(jié)點，則從中選出最大的一個與a交換。當(dāng)a來到下一層的時候重復(fù)上述過程，直到a的孩子節(jié)點的值都小于a為止

2.將當(dāng)前無序序列中的第一個元素（反映在數(shù)中是根節(jié)點b），與無序序列中的最后一個元素交換（假設(shè)為c），b進入有序序列，到達最終位置。無序序列元素減少1個，有序序列元素增加1個，此時只有節(jié)點c可能不滿足堆的定義，對其進行調(diào)整。

3.重復(fù)2 的過程，直到無序序列的元素剩下一個時排序結(jié)束。

# -*- coding:utf-8 -*-
# 堆排序適用于記錄數(shù)很多的情況
from collections import deque
# 這里需要說明元素的存儲必須要從1開始
# 涉及到左右節(jié)點的定位，和堆排序開始調(diào)整節(jié)點的定位
# 在下標0處插入0，它不參與排序
L = deque([49,38,65,97,76,13,27,49])
L.appendleft(0)
#L = [0,49,38,65,97,76,13,27,49]
def element_exchange(numbers,low,high):
  temp = numbers[low]
  # j 是low的左孩子節(jié)點(cheer!)
  i = low
  j = 2*i
  while j<=high:
    # 如果右節(jié)點較大，則把j指向右節(jié)點
    if j<high and numbers[j]<numbers[j+1]:
      j = j+1
    if temp<numbers[j]:
      # 將numbers[j]調(diào)整到雙親節(jié)點的位置上
      numbers[i] = numbers[j]
      i = j
      j = 2*i
    else:
      break
  # 被調(diào)整節(jié)點放入最終位置
  numbers[i] = temp
def top_heap_sort(numbers):
  length = len(numbers)-1
  # 指定第一個進行調(diào)整的元素的下標
  # 它即該無序序列完全二叉樹的第一個非葉子節(jié)點
  # 它之前的元素均要進行調(diào)整
  # cheer up！
  first_exchange_element = length/2
  #建立初始堆
  print first_exchange_element
  for x in range(first_exchange_element):
    element_exchange(numbers,first_exchange_element-x,length)
  # 將根節(jié)點放到最終位置，剩余無序序列繼續(xù)堆排序
  # length-1 次循環(huán)完成堆排序
  for y in range(length-1):
    temp = numbers[1]
    numbers[1] = numbers[length-y]
    numbers[length-y] = temp
    element_exchange(numbers,1,length-y-1)
if __name__=='__main__':
  top_heap_sort(L)
  for x in range(1,len(L)):
    print L[x],

運行結(jié)果：