本文實例講述了Python實現的堆排序算法。分享給大家供大家參考,具體如下:
堆排序的思想: 堆是一種數據結構,可以將堆看作一棵完全二叉樹,這棵二叉樹滿足,任何一個非葉節點的值都不大于(或不小于)其左右孩子節點的值。 將一個無序序列調整為一個堆,就可以找出這個序列的最大值(或最小值),然后將找出的這個值交換到序列的最后一個,這樣有序序列就元素就增加一個,無序序列元素就減少一個,對新的無序序列重復這樣的操作,就實現了排序。
堆排序的執行過程:
1.從無序序列所確定的完全二叉樹的第一個非葉子節點開始,從右至左,從下至上,對每個節點進行調整,最終將得到一個大頂堆。
對節點的調整方法:將當前節點(假設為a)的值與其孩子節點進行比較,如果存在大于a的值的孩子節點,則從中選出最大的一個與a交換。當a來到下一層的時候重復上述過程,直到a的孩子節點的值都小于a為止
2.將當前無序序列中的第一個元素(反映在數中是根節點b),與無序序列中的最后一個元素交換(假設為c),b進入有序序列,到達最終位置。無序序列元素減少1個,有序序列元素增加1個,此時只有節點c可能不滿足堆的定義,對其進行調整。
3.重復2 的過程,直到無序序列的元素剩下一個時排序結束。

# -*- coding:utf-8 -*-# 堆排序適用于記錄數很多的情況from collections import deque# 這里需要說明元素的存儲必須要從1開始# 涉及到左右節點的定位,和堆排序開始調整節點的定位# 在下標0處插入0,它不參與排序L = deque([49,38,65,97,76,13,27,49])L.appendleft(0)#L = [0,49,38,65,97,76,13,27,49]def element_exchange(numbers,low,high): temp = numbers[low] # j 是low的左孩子節點(cheer!) i = low j = 2*i while j<=high: # 如果右節點較大,則把j指向右節點 if j<high and numbers[j]<numbers[j+1]: j = j+1 if temp<numbers[j]: # 將numbers[j]調整到雙親節點的位置上 numbers[i] = numbers[j] i = j j = 2*i else: break # 被調整節點放入最終位置 numbers[i] = tempdef top_heap_sort(numbers): length = len(numbers)-1 # 指定第一個進行調整的元素的下標 # 它即該無序序列完全二叉樹的第一個非葉子節點 # 它之前的元素均要進行調整 # cheer up! first_exchange_element = length/2 #建立初始堆 print first_exchange_element for x in range(first_exchange_element): element_exchange(numbers,first_exchange_element-x,length) # 將根節點放到最終位置,剩余無序序列繼續堆排序 # length-1 次循環完成堆排序 for y in range(length-1): temp = numbers[1] numbers[1] = numbers[length-y] numbers[length-y] = temp element_exchange(numbers,1,length-y-1)if __name__=='__main__': top_heap_sort(L) for x in range(1,len(L)): print L[x],
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