学习笔记-数据结构-线性表（2024-04-21）

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昨天我们实现的堆的搭建，我们今天实现以下堆的排序，

堆的排序的最大的优点就是提高的效率，减小了时间复杂度，在这个里面我们有一个向上调整堆，时间复杂度是N，还有一个向下调整算法，时间复杂度是N*logN

下面是实现的代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"code.4.22.Heap.h"
void HPInit(HP* php)
{
	assert(php);
	php->a = NULL;
	php->capacity = php->size = 0;
}
void HPInitArray(HP* php, HPDataType* a, int n)
{
	assert(php);
	php->a = (HPDataType*)malloc(sizeof(HPDataType) * n);
	if (php->a == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	memcpy(php->a, a, sizeof(HPDataType) * n);
	php->capacity = php->size = n;

	//向上调整 建堆o（N*logN）
	for (int i = 1; i < php->size; i++)
	{
		AdjustUp(php->a, i);

	}
	//向下调整，建堆o(N)
	for (int i = (php->size - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
	{
		AdjustDown(php->a, php->size, i);
	}
}

void HPDestroy(HP* php)
{
	assert(php);
	free(php->a);
	php->a = NULL;
	php->capacity = php->size = 0;
}

void Swap(HPDataType* px, HPDataType* py)
{
	HPDataType tmp = *px;
	*px = *py;
	*py = tmp;
}
void AdjustUp(HPDataType* a, int child)
{
	int parent = (child - 1) / 2;
	while (child > 0)
	{
		if (a[child] > a[parent])
		{
			Swap(&a[child], &a[parent]);
			child = parent;
			parent = (parent - 1) / 2;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}
//插入后保证数据是堆
void HPPush(HP*php, HPDataType x)
{
	assert(php);
	if (php->capacity == php->size)
	{
		size_t newCapacity = php->capacity == 0 ? 4 : 2 * php->capacity;
		HPDataType* tmp = realloc(php->a, sizeof(HPDataType) * newCapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		php->a = tmp;
		php->capacity = newCapacity;
	}
	php->a[php->size] = x;
	php->size++;
	AdjustUp(php->a, php->size - 1);

}
HPDataType HPTop(HP* php)
{
	assert(php);
	return php->a[0];
}


void AdjustDown(HPDataType* a, int n, int parent)
{
	int child = parent * 2 + 1;
	while (child < n)
	{
		if (child + 1 < n && a[child] < a[child + 1])
		{
			child++;
		}
		if (a[child] > a[parent])
		{
			Swap(&a[child], &a[parent]);
			parent = child;
			child = parent * 2 + 1;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}
//删除堆顶的数据
void HPPop(HP* php)
{
	assert(php);
	assert(php->size > 0);
	Swap(&php->a[0], &php->a[php->size - 1]);
	php->size--;

	AdjustDown(php->a, php->size, 0);
}

bool HPEmpty(HP* php)
{
	assert(php);
	return php->size == 0;
}

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<stdbool.h>

typedef int HPDataType;
typedef struct Heap
{
	HPDataType* a;
	int size;
	int capacity;
}HP;

void HPInit(HP* php);
void HPInitArray(HP* php, HPDataType* a, int n);

void HPDestroy(HP* php);
//插入后保证数据是堆
void HPPush(HP* php,HPDataType x);

//删除堆顶的数据
void HPPop(HP* php);

bool HPEmpty(HP* php);
void AdjustUp(HPDataType* a, int child);
void AdjustDown(HPDataType* a, int n, int parent);

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include"code.4.22.Heap.h"

void HeapSort(int* a, int n)
{
	//数组a直接建堆
	for (int i = (n - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
	{
		AdjustDown(a, n, i);
	}
	int end = n - 1;
	while (end > 0)
	{
		Swap(&a[0], &a[end]);
		AdjustDown(a, end, 0);
		end--;
	}
}
int main()
{
	int a[] = { 3,6,1,5,8,9,2,7,4,0 };
	HeapSort(a, sizeof(a) / sizeof(a[0]));


	return 0;
}