残缺代码
JavaScript 实现
https://github.com/Jiacheng78…Java 实现
https://github.com/Jiacheng78…
堆的概念
个别堆排序里的堆指的是二叉堆,是一种齐全二叉树。齐全二叉树有一个性质是,除了最底层,每一层都是满的,这使得堆能够利用数组来示意,每个结点对应数组中的一个元素。
二叉堆有两种: 最大堆和最小堆 。最大堆所有父节点的值大于子节点的值,最小堆所有父节点的值小于子节点的值。
显然,最大堆堆顶元素必然是堆中最大的元素,最小堆堆顶元素是堆中最小的元素
堆排序实现
上面应用 JavaScript 代码介绍堆排序实现。
首先须要初始化一个二叉堆,后面介绍了二叉堆实际上就是一个数组,因而初始化非常简单:
constructor(arr) {this.data = [...arr];
this.size = this.data.length;
}
在初始化的时候,如果某一结点不合乎二叉堆的性质,须要将该节点与两个子节点进行替换。具体流程是,以后节点与两个子节点进行比照,如果不合乎二叉堆性质,取三个外面的最大值并进行替换,替换后的子节点持续递归进行后续子树的替换:
maxHeapify(i) {
let max = i; // 保留最大的节点下标
if (i >= this.size) return;
const left = i * 2 + 1; // 左节点下标
const right = i * 2 + 2; // 右节点下标
if ((left < this.size) && (this.data[left] > this.data[max])) {max = left;}
if ((right < this.size) && (this.data[right] > this.data[max])) {max = right;}
if (max === i) return; // 如果最大节点是其自身,不进行替换
[this.data[i], this.data[max]] = [this.data[max], this.data[i]];
return this.maxHeapify(max);
}
要害代码:
const left = i * 2 + 1; // 获取左节点
const right = i * 2 + 2; // 获取右节点
下面的 maxHeapify 函数只能对某一结点进行对调,无奈对整个数组进行重构。结构一个最大堆须要获取到所有的分支节点(不含叶子节点),而后对每个分支节点顺次进行递归重构:
rebuildHeap() {
// 获取分支节点
const L = Math.floor(this.size / 2);
for(let i = L - 1; i >= 0; i--){
// 每个 i 都代表一个分支节点的下标
this.maxHeapify(i);
}
}
要害代码:
const L = Math.floor(this.size / 2); // 获取分支节点
留神上一步实现后数组还并没有实现排序,只是根本有序,上面进行排序操作。从最初一个元素开始,和堆顶元素替换,而后 size- 1 将最初一个元素拆散出堆,调用 maxHeapify 维持最大堆性质。因为堆顶元素必然是堆中最大的元素,所以一次操作之后,堆中存在的最大元素被拆散出堆,反复 n - 1 次之后,数组排列结束:
sort() {for(let i = this.size - 1; i > 0; i--){[this.data[0], this.data[i]] = [this.data[i], this.data[0]];
this.size--; // 将替换后的元素拆散出堆
this.maxHeapify(0);
}
this.size = this.data.length; // 排序实现后从新获取 size
}
如果是从小到大排序,用最大堆;从大到小排序,用最小堆