小編給大家分享一下python如何實(shí)現(xiàn)堆排序,相信大部分人都還不怎么了解,因此分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲,下面讓我們一起去了解一下吧!
堆排序
堆是一種完全二叉樹(是除了最后一層,其它每一層都被完全填充,保持所有節(jié)點(diǎn)都向左對(duì)齊),首先需要知道概念:大堆問題,大堆就是根節(jié)點(diǎn)比子節(jié)點(diǎn)值都大,并且所有根節(jié)點(diǎn)都滿足,那么稱它為大堆。反之最小堆。
當(dāng)已有大堆,如下圖,首先將7提出,然后將堆中最后一個(gè)元素放到頂點(diǎn)上,此時(shí)這個(gè)堆不滿足大堆了,那么我們要給它構(gòu)建成大堆,需要找到此時(shí)堆中對(duì)打元素然后交換,此時(shí)大值為6,符合大堆后,我們將6提取出來,然后將堆中最后一個(gè)元素放到堆的頂部...以此類推。最后提取的數(shù)值7,6,5,4,3,2,1
那么在維護(hù)一個(gè)大堆過程中,最多進(jìn)行交換次數(shù)決定了此算法復(fù)雜度,但交換次數(shù)與樹的高度有關(guān):
h=log2(n+1)h=log2(n+1)
大堆生成:根據(jù)大堆特性(任意一個(gè)根節(jié)點(diǎn)都大于葉子節(jié)點(diǎn))不滿足就調(diào)換。
代碼實(shí)現(xiàn):
from collections import deque def swap_param(L, i, j): # 堆頂與最后元素交換 L[i], L[j] = L[j], L[i] return L def heap_adjust(L, start, end): #構(gòu)造成大根堆 temp = L[start] i = start j = 2 * i while j <= end: # 判斷左右子節(jié)點(diǎn),取兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)大索引 if (j < end) and (L[j] < L[j + 1]): j += 1 # 判斷根節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)比較,如果子節(jié)點(diǎn)大于根節(jié)點(diǎn),子節(jié)點(diǎn)賦值給根節(jié)點(diǎn) if temp < L[j]: L[i] = L[j] i = j j = 2 * i else: break # 再把 原來根節(jié)點(diǎn)值賦值給子節(jié)點(diǎn)上 L[i] = temp def heap_sort(L): L_length = len(L) - 1 first_sort_count = L_length // 2 for i in range(first_sort_count): heap_adjust(L, first_sort_count - i, L_length) for i in range(L_length - 1): L = swap_param(L, 1, L_length - i) heap_adjust(L, 1, L_length - i - 1) return [L[i] for i in range(1, len(L))] def main(): L = deque([50, 16, 30, 10, 60, 90, 2, 80, 70]) L.appendleft(0) print(heap_sort(L)) main()
基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展:
堆排序
堆
堆棧是計(jì)算機(jī)的兩種最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。堆的特點(diǎn)就是FIFO(first in first out)先進(jìn)先出,這里的話我覺得可以理解成樹的結(jié)構(gòu)。堆在接收數(shù)據(jù)的時(shí)候先接收的數(shù)據(jù)會(huì)被先彈出。
堆排序節(jié)點(diǎn)訪問和操作定義
堆節(jié)點(diǎn)的訪問
在這里我們借用wiki的定義來說明:
通常堆是通過一維數(shù)組來實(shí)現(xiàn)的。在陣列起始位置為0的情況中
父節(jié)點(diǎn)i的左子節(jié)點(diǎn)在位置(2*i+1);
父節(jié)點(diǎn)i的右子節(jié)點(diǎn)在位置(2*i+2);
子節(jié)點(diǎn)i的父節(jié)點(diǎn)在位置floor((i-1)/2);
以上是“python如何實(shí)現(xiàn)堆排序”這篇文章的所有內(nèi)容,感謝各位的閱讀!相信大家都有了一定的了解,希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助,如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí),歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)公司行業(yè)資訊頻道!
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