python堆排序

堆排序介绍

堆排序，顾名思义，就是基于堆。因此先来介绍一下堆的概念。
堆分为最大堆和最小堆，其实就是完全二叉树。最大堆要求节点的元素都要大于其孩子，最小堆要求节点元素都小于其左右孩子，两者对左右孩子的大小关系不做任何要求，其实很好理解。有了上面的定义，我们可以得知，处于最大堆的根节点的元素一定是这个堆中的最大值。其实我们的堆排序算法就是抓住了堆的这一特点，每次都取堆顶的元素，将其放在序列最后面，然后将剩余的元素重新调整为最大堆，依次类推，最终得到排序的序列。

步骤：

堆排序就是把堆顶的最大数取出,
将剩余的堆继续调整为最大堆,具体过程在第二块有介绍,以递归实现
剩余部分调整为最大堆后,再次将堆顶的最大数取出,再将剩余部分调整为最大堆,这个过程持续到剩余数只有一个时结束

#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Alex Li' import time,random def sift_down(arr, node, end): root = node #print(root,2*root+1,end) while True: # 从root开始对最大堆调整 child = 2 * root +1 #left child if child > end: #print('break',) break print("v:",root,arr[root],child,arr[child]) print(arr) # 找出两个child中交大的一个 if child + 1 <= end and arr[child] < arr[child + 1]: #如果左边小于右边 child += 1 #设置右边为大 if arr[root] < arr[child]: # 最大堆小于较大的child, 交换顺序 tmp = arr[root] arr[root] = arr[child] arr[child]= tmp # 正在调整的节点设置为root #print("less1:", arr[root],arr[child],root,child) root = child # #[3, 4, 7, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 21, 22, 29] #print("less2:", arr[root],arr[child],root,child) else: # 无需调整的时候, 退出 break #print(arr) print('-------------') def heap_sort(arr): # 从最后一个有子节点的孩子还是调整最大堆 first = len(arr) // 2 -1 for i in range(first, -1, -1): sift_down(arr, i, len(arr) - 1) #[29, 22, 16, 9, 15, 21, 3, 13, 8, 7, 4, 11] print('--------end---',arr) # 将最大的放到堆的最后一个, 堆-1, 继续调整排序 for end in range(len(arr) -1, 0, -1): arr[0], arr[end] = arr[end], arr[0] sift_down(arr, 0, end - 1) #print(arr) def main(): # [7, 95, 73, 65, 60, 77, 28, 62, 43] # [3, 1, 4, 9, 6, 7, 5, 8, 2, 10] #l = [3, 1, 4, 9, 6, 7, 5, 8, 2, 10] #l = [16,9,21,13,4,11,3,22,8,7,15,27,0] array = [16,9,21,13,4,11,3,22,8,7,15,29] #array = [] #for i in range(2,5000): # #print(i) # array.append(random.randrange(1,i)) print(array) start_t = time.time() heap_sort(array) end_t = time.time() print("cost:",end_t -start_t) print(array) #print(l) #heap_sort(l) #print(l) if __name__ == "__main__": main()

 dataset = [16,9,21,3,13,14,23,6,4,11,3,15,99,8,22] for i in range(len(dataset)-1,0,-1): print("-------",dataset[0:i+1],len(dataset),i) #for index in range(int(len(dataset)/2),0,-1): for index in range(int((i+1)/2),0,-1): print(index) p_index = index l_child_index = p_index *2 - 1 r_child_index = p_index *2 print("l index",l_child_index,'r index',r_child_index) p_node = dataset[p_index-1] left_child = dataset[l_child_index] if p_node < left_child: # switch p_node with left child dataset[p_index - 1], dataset[l_child_index] = left_child, p_node # redefine p_node after the switch ,need call this val below p_node = dataset[p_index - 1] if r_child_index < len(dataset[0:i+1]): #avoid right out of list index range #if r_child_index < len(dataset[0:i]): #avoid right out of list index range #print(left_child) right_child = dataset[r_child_index] print(p_index,p_node,left_child,right_child) # if p_node < left_child: #switch p_node with left child # dataset[p_index - 1] , dataset[l_child_index] = left_child,p_node # # redefine p_node after the switch ,need call this val below # p_node = dataset[p_index - 1] # if p_node < right_child: #swith p_node with right child dataset[p_index - 1] , dataset[r_child_index] = right_child,p_node # redefine p_node after the switch ,need call this val below p_node = dataset[p_index - 1] else: print("p node [%s] has no right child" % p_node) #最后这个列表的第一值就是最大堆的值，把这个最大值放到列表最后一个， 把神剩余的列表再调整为最大堆 print("switch i index", i, dataset[0], dataset[i] ) print("before switch",dataset[0:i+1]) dataset[0],dataset[i] = dataset[i],dataset[0] print(dataset)