考研数据结构——C语言实现大顶堆

堆排序是一种高效的比较类算法，它利用了二叉堆数据结构。下面是代码的详细解释：

#include <stdio.h> 和 #include <stdlib.h> 是预处理指令，用于引入标准输入输出库和标准库，这样我们就可以调用 printf 和其他标准函数。
int arr[] 定义了一个整型数组，其中包含了需要排序的元素。
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); 计算数组 arr 的长度。
void adjustHeap(int i, int lef) 函数用于调整堆，以维护大顶堆的性质。它接受两个参数：i 是当前需要调整的节点的索引，lef 是堆中元素的总数。
- int temp = arr[i]; 保存当前节点的值，以便在调整过程中进行比较和交换。
- for (int k = i * 2 + 1; k < lef; k = k * 2 + 1) 循环遍历当前节点的子节点。
- if (k + 1 < lef && arr[k] < arr[k + 1]) 检查是否存在右子节点，并且右子节点的值是否小于左子节点的值。如果是，那么 k 指向右子节点。
- if (arr[k] > temp) 如果子节点的值大于父节点的值，交换它们，并继续向下调整。
- else { break; } 如果子节点的值不大于父节点的值，调整结束。
void swap(int a, int b) 函数用于交换数组中的两个元素。
void heapsort() 函数实现了堆排序算法。
- for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) 从最后一个非叶子节点开始，向前遍历，构建大顶堆。
- for (int j = n - 1; j > 0; j--) 从最后一个元素开始，向前遍历，进行排序。
  - swap(0, j); 将堆顶元素（最大值）与数组末尾元素交换。
  - adjustHeap(0, j); 调整堆，确保交换后的数组仍然满足大顶堆的性质。
int main() 是程序的入口点。
- heapsort(); 调用堆排序函数。
- for (i = 0; i < n; i++) 遍历排序后的数组，并打印每个元素。
- printf(" "); 在每个元素后面打印一个空格，以便在输出中分隔元素。

这段代码的输出将是数组 arr 中的元素按升序排列的结果。例如，如果 arr 的初始值是 {12, 4, 132, 55, 46, 232, 789, 1, 0, 98, 523, 666}，那么输出将是 {0 1 4 12 46 55 98 132 523 666 789}。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int arr[] = { 12,4,132,55,46,232,789,1,0,98,523,666 };
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
void adjustHeap(int i, int lef) {
	int temp = arr[i];
	for (int k = i * 2 + 1; k < lef; k = k * 2 + 1) {
		if (k + 1 < lef && arr[k] < arr[k + 1]) {
			k++;
		}
		if (arr[k] > temp) {
			arr[i] = arr[k];
			i = k;
		}
		else {
			break;
		}
	}
	arr[i] = temp;
}

void swap(int a, int b) {
	int temp = arr[a];
	arr[a] = arr[b];
	arr[b] = temp;
}

void heapsort() {
	//构建大顶堆
	for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
		adjustHeap(i, n);
	}
	//调整堆结构+交换堆顶元素与末尾元素
	for (int j = n - 1; j > 0; j--) {
		swap(0, j);
		adjustHeap(0, j);
	}
}

int main() {
	int i;
	heapsort();
	for (i = 0; i < n; i++) {
		printf("%d", arr[i]);
		printf(" ");
	}
	return 0;
}