php实现堆排序的原理如何理解？一文带你了解
发布时间：2022-01-05 00:05:50 所属栏目：PHP教程 来源：互联网
导读：很多新手在学习数据结构的时候，对于堆排序不是很理解，因此这篇文章就给大家介绍一下基于php实现堆排序的原理以及实例，有这方面学习需要的朋友可以参考学习。 堆 堆(heap)是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称，通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。
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很多新手在学习数据结构的时候，对于堆排序不是很理解，因此这篇文章就给大家介绍一下基于php实现堆排序的原理以及实例，有这方面学习需要的朋友可以参考学习。 堆 堆(heap)是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称，通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。 堆{k1,k2,ki,…,kn} (ki <= k2i,ki <= k2i+1)|(ki >= k2i,ki >= k2i+1), (i = 1,2,3,4...n/2) 关于堆： 堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值； 堆总是一棵完全二叉树（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。 完全二叉树 说到堆排序，就不能不提完全二叉树，这些基本概念在网上到处都是，我摘了个最简单的。 完全二叉树：除最后一层外，每一层上的节点数均达到最大值；在最后一层上只缺少右边的若干结点。 我自己总结认为，正是因为有下面两个特点， 只允许最后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出现（存储方式的规则性）； 若i>1，tree的双亲为tree[i div 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（主要步骤，会在代码注释里解释，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）与最后一个叶子交换，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 //因为是数组,下标从0开始,所以,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，因为最后一次排序不需要再交换值了。 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,$arrSize){ //计算出最开始的下标$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; $index--){ //如果有左节点,将其下标存进最小值$min if($index*2+1<$arrSize){ $min=$index*2+1; //如果有右子结点,比较左右结点的大小,如果右子结点更小,将其结点的下标记录进最小值$min if($index*2+2<$arrSize){ if($arr[$index*2+2]<$arr[$min]){ $min=$index*2+2; } } //将子结点中较小的和父结点比较,若子结点较小,与父结点交换位置,同时更新较小 if($arr[$min]<$arr[$index]){ swap($arr,$min,$index); } } } } //此函数用来交换下数组$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; } 下面是排序的最终结果： 堆用来进行全排序，时间复杂度是O(nlogn)，而快排用来全排序，平均时间复杂度也是O(nlogn)。但堆排序可以用来求 TopK 时，堆的时间复杂度为O(Klog2(n)，因为它只需要进行 K 轮排序即可。 （编辑：拼字网 - 核心网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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