堆

堆是一種資料結構；

 對於二叉堆，我們可以認為它是一個完全二叉樹；對於一個以陣列的方式儲存的堆的完全二叉樹來說，我們這樣定義一個節點的下標：

parent（i）=i/2；

left（i)=2*i；

right（i）=2*I+1；

二叉堆可以分為兩種形式：最大堆和最小堆；

大根堆：

在大根堆中，要求根節點的值最大，對任意節點有:A[i]≥A[left(i)]&&A[i]≥A[right(i)];即對於大根堆的二叉樹的左右子樹均為大根堆

小根堆

在小根堆中，要求根節點的值最小，對任意節點有:A[i]≤A[left(i)]&&A[i]≤A[right(i)];即對於小根堆的二叉樹的左右子樹均為小根堆

堆排序

堆排序是基於堆的性質實現的；

求降序使用小根堆排序，求升序用大根堆排序

堆排序是一種原址排序，時間複雜度為O(nlgn);

//【大根堆堆排序的實現】

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int left(int i) { i = 2 * i; return  i; }
int right(int i) { i = 2 * i+1;return i; }

void max_heapify(int * b,int i,int heap_size)//最大堆的維修函式
{
	int l;
	int r;
	int largest;

	l = left(i);
	r = right(i);

	if ((l <= heap_size) && (b[l] > b[i])) largest = l;
	else largest = i;
	if ((r <= heap_size) && (b[r] > b[largest])) largest=r;
	else;
	if (largest != i)
	{
		int temp = b[i];
		b[i] = b[largest];
		b[largest] = temp;
		max_heapify(b, largest,heap_size);
	}
	else;
}
//建堆函式
void build_heap( int * a,int arylength)
{
	for(int i=arylength/2;i>0;i--)
	{
		max_heapify(a, i,arylength);
	}
	
}
//堆排序
void heap_sort(int * a, int heapsize) 
{
	
	build_heap(a,heapsize);
	for (int i = heapsize; i>1; i--)
	{
		int temp = a[1];
		a[1] = a[i];
		a[i] = temp;
		heapsize--;
		max_heapify(a, 1,heapsize);
	}
}
int main()
   {
	int length;
	cout << "please input the length of the array:\n ";
		cin >> length;
		int *ary = new int[length+1]; ary[0]=0;

	cout << "please input the array sequentially:\n";
		for (int i = 1; i <= length; i++) {cin >> ary[i];}

	cout <<endl<< "the array is:" << endl;
		for (int i = 1; i <= length; i++)
		{
			cout << ary[i]<<"  ";
		}
	build_heap(ary,length);

	cout <<endl<< "the max_heap is:" << endl;
		for (int i = 1; i <= length; i++)
		{
			cout << ary[i]<<"  ";
		}
	heap_sort(ary,length);

	cout <<endl<< "the result is:" << endl;
	    for (int i = 1; i <=length; i++){cout<< ary[i]<<"<=";}


return 0;
}