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堆排序php技巧_基于PHP实现堆排序事理

访客 2024-11-05 0

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堆(heap)是打算机科学中一类分外的数据构造的统称,常日是一个可以被看做一棵树的数组工具。

堆{k1,k2,ki,…,kn} (ki <= k2i,ki <= k2i+1)|(ki >= k2i,ki >= k2i+1), (i = 1,2,3,4...n/2)

堆排序php技巧_基于PHP实现堆排序事理

关于堆:

堆排序php技巧_基于PHP实现堆排序事理
(图片来自网络侵删)
堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值;堆总是一棵完备二叉树(下面)。
将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆,根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。

完备二叉树

说到堆排序,就不能不提完备二叉树,这些基本观点在网上到处都是,我摘了个最大略的。

完备二叉树:除末了一层外,每一层上的节点数均达到最大值;在末了一层上只短缺右边的多少结点。

我自己总结认为,正是由于有下面两个特点,

只许可末了一层有空缺结点且空缺在右边,即叶子结点只能在层次最大的两层上涌现(存储办法的规则性);

若i>1,tree的双亲为tree[i p 2](其父子结点值的规律性);

才使得其进行排序非常方便。

堆排序

堆排序求升序用大顶堆,求降序用小顶堆。

本例用求降序的小顶堆来解析。

堆排序步骤如下:

1、我们将数据(49、38、65、97、76、13、27、50)建立一个数组$arr;

2、用数组$arr建立一个小顶堆(紧张步骤,会在代码注释里阐明,下图是用一个数组建立小顶堆的过程);

3、将堆的根(最小的元素)与末了一个叶子交流,并将堆长度减一,跳到第二步;

4、重复2-3步,直到堆中只有一个结点,排序完成。

堆排序的PHP实现

//由于是数组,下标从0开始,以是,下标为n根结点的左子结点为2n+1,右子结点为2n+2;//初始化值,建立初始堆$arr=array(49,38,65,97,76,13,27,50);$arrSize=count($arr);//将第一次排序抽出来,由于末了一次排序不须要再交流值了。
buildHeap($arr,$arrSize);for($i=$arrSize-1;$i>0;$i--){swap($arr,$i,0);$arrSize--;buildHeap($arr,$arrSize); }//用数组建立最小堆function buildHeap(&$arr,$arrSize){//打算出最开始的下标$index,如图,为数字"97"所在位置,比较每一个子树的父结点和子结点,将最小值存入父结点中//从$index处对一个树进行循环比较,形成最小堆for($index=intval($arrSize/2)-1; $index>=0; $index--){//如果有左节点,将其下标存进最小值$minif($index2+1<$arrSize){$min=$index2+1;//如果有右子结点,比较旁边结点的大小,如果右子结点更小,将其结点的下标记录进最小值$minif($index2+2<$arrSize){if($arr[$index2+2]<$arr[$min]){$min=$index2+2;}}//将子结点中较小的和父结点比较,若子结点较小,与父结点交流位置,同时更新较小if($arr[$min]<$arr[$index]){swap($arr,$min,$index);} }}}//此函数用来交流下数组$arr中下标为$one和$another的数据function swap(&$arr,$one,$another){$tmp=$arr[$one];$arr[$one]=$arr[$another];$arr[$another]=$tmp;}

下面是排序的终极结果:

堆用来进行全排序,韶光繁芜度是O(nlogn)

而快排用来全排序,均匀韶光繁芜度也是O(nlogn)

但堆排序可以用来求 TopK 时,堆的韶光繁芜度为O(Klog2(n),由于它只须要进行 K 轮排序即可。

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