データ構造とアルゴリズムの基礎 (Wang Zhuo) (37): 選択ソート (単純選択、ヒープ ソート)

目次

単純な選択ソート

ヒープソート

ヒープ調整:

ダゲンドゥイ

小さなルートヒープ

ヒープ全体の調整の完全なプロセスは次のとおりです。

 操作に従ってプログラムに注釈を付けます: (注釈を読むと、プログラムが各ステップでどのように動作するかがわかります)

ヒープの作成

質問


単純な選択ソート

#include<iostream>
using namespace std;

#define MAXSIZE 20  //记录最大个数
typedef int KeyType;  //关键字类型

typedef int InfoType;

//定义每个记录(数据元素)的结构
struct RecType
    //Record Type:每条记录的类型
{
    KeyType key;  //关键字
    InfoType otherinfo;  //其他数据项
};

struct SqList
    //顺序表(的)结构
{
    RecType r[MAXSIZE + 1];
    //类型为【记录类型】的数组
    //r[0]一般做哨兵或缓冲区
    int length;  //顺序表长度
};

void SelectSort(SqList& L)
{
    for (int i = 1; i <= L.length; i++)
    {
        int k = L.r[i].key;
        for (int j = i; j <= L.length; j++)
        {
            if (L.r[j].key < k)
                k = L.r[j].key;
        }
        if (k != L.r[i].key)
        {
            int temp = L.r[i].key;
            L.r[i].key = k;
            k = temp;
        }
    }
}


int main()
{

}


ヒープソート


ヒープ調整:

ダゲンドゥイ

void HeapAdjust(Elem R[], int s, int m) //Heap:堆
//二叉树空间范围:s-m,这里写的是大根堆
// s:smallest
// m:max
{
    //调整R[s]的关键字,使R[s...m]重新成为一个大根堆
    Elem rc = R[s];
    for (int j = 2 * s; j <= m; j *= 2)
    {
        if (j < m && R[j] < R[j + 1])
            j++;  //j为关键字较大的数据元素下标
        if (rc >= R[j])
            break;
        R[s] = R[j];
        s = j;  //记录位置
    }
    R[s] = rc;  //插入
}

一番最初に、私たちはこのプログラムを見ましたが、まったく理解できませんでした。

私たちは、「彼はここで最後の要素をどうやって見つけたのでしょうか?」という質問さえしました。? ? なぜ見なかったのですか?

それでは、最初にひょうたんの絵に従って小さな根の山を作成/見つける方法を見つけてみましょう。

小さなルートヒープ

void HeapAdjust(Elem R[], int s, int m) //小根堆
{
    Elem rc = R[s];
    for (int j = 2 * s; j <= m; j *= 2)
    {
        if (j < m && R[j] > R[j + 1])
            j++;  //j为关键字较小的数据元素下标
        if (rc <= R[j])
            break;
        R[s] = R[j];
        s = j;  //记录位置
    }
    R[s] = rc;  //插入
}

それから私たちは長い間そのプログラムを黙ってたしなめ、そしてついにそれが何で書かれているかを理解しました。

ヒープ全体の調整の完全なプロセスは次のとおりです。

そしてここに(実際に私たちはここにいます):

PPT は実際に、ステップ 2 (図 2) からステップ 4 (図 4) までのプロセス全体のアルゴリズムを記述します。

tmd の代わりに、図 1 から始まるプロセス全体のアルゴリズムを使用します。

プログラムの開始時点で、デフォルトで図 1 から図 2 までの前工程が完了しており、事前に操作を手配してくれています。

顎関節症!

 操作に従ってプログラムに注釈を付けます: (注釈を読むと、プログラムが各ステップでどのように動作するかがわかります)

小さな根の杭を例に挙げます: (大きな根の杭にも同じことが当てはまるので、ここでは繰り返しません)

void HeapAdjust(Elem R[], int s, int m) //小根堆
{
    Elem rc = R[s];
    //此时最后的元素已经被放到堆顶,rc记录最后一位元素
    for (int j = 2 * s; j <= m; j *= 2)
        //从第二层子树开始遍历
    {
        if (j < m && R[j] > R[j + 1])
            j++; 
        //j:关键字较小的元素下标
        if (rc <= R[j])
            break;
        //要最后一个元素比他小就算了,不然的话:
        R[s] = R[j];
        //j(较小)元素放上面去
        s = j;  
        //下一轮for循环:
        //从上一轮j的位置开始往下遍历
        //以j的位置为根,向下遍历子树,不断把值小的元素移上去
    }
    R[s] = rc; 
    //最后,把最后的元素插入到最底部
    // 注:
    // 最后退出循环的时候s已经指向最底层了
    // 而不出意外的话,最后的元素理论上也应该是堆里面最大的一个元素
}

ヒープの作成

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int Elem;

void HeapAdjust(Elem R[], int s, int m) //小根堆
{
    Elem rc = R[s];
    //此时最后的元素已经被放到堆顶,rc记录最后一位元素
    for (int j = 2 * s; j <= m; j *= 2)
        //从第二层子树开始遍历
    {
        if (j < m && R[j] > R[j + 1])
            j++; 
        //j:关键字较小的元素下标
        if (rc <= R[j])
            break;
        //要最后一个元素比他小就算了,不然的话:
        R[s] = R[j];
        //j(较小)元素放上面去
        s = j;  
        //下一轮for循环:
        //从上一轮j的位置开始往下遍历
        //以j的位置为根,向下遍历子树,不断把值小的元素移上去
    }
    R[s] = rc; 
    //最后,把最后的元素插入到最底部
    // 注:
    // 最后退出循环的时候s已经指向最底层了
    // 而不出意外的话,最后的元素理论上也应该是堆里面最大的一个元素
}

void Swap(int a, int b)
{
    int temp=b;
    b = a;
    a = temp;
}

void HeapSort(Elem R[],int n)
{
    int i;
    for (i = n / 2; i >= 1; i--)  
        HeapAdjust(R, i, n);
    // 我们默认R[]数据无序
    // 先把R[]中的无序数据都排一遍顺序
    // 相当于我们先构造出一个合格的图1

    for (i = n; i > 1; i--)
    {
        cout << R[1] << endl;//逐个输出元素
        Swap(R[1], R[i]);  
        //互换最后一个元素和根
        //相当于执行图1加工到图2的过程

        HeapAdjust(R, 1, i - 1); 
        //面向剩下的元素重新建堆
    }
}

int main()
{

}

​​​​​​​

質問:

 最後の要素とルートの交換がプログラムの結果に影響するかどうかについては、心配する必要はありません。

ルートレット ヒープをソートすると、次のようになります。

最後の要素、つまり最大の要素は、二分木のサブツリー内でより大きな値を持つ側になければなりません。

そして、後続の走査ソートで変更するのは、バイナリ ツリー サブツリーの小さい値を持つ側であるため、影響はありません。

ダゲンドゥイも同様なので繰り返さない

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転載: blog.csdn.net/Zz_zzzzzzz__/article/details/130461642