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Python堆排序的实现示例

作者:Echo_Wish

堆排序是一种基于二叉堆数据结构的排序算法,本文主要介绍了Python堆排序的实现示例,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下

堆排序(Heap Sort)是一种基于二叉堆数据结构的排序算法,它通过将元素构建成一个最大堆或最小堆,然后重复从堆中移除根节点,直到堆为空,从而得到有序数组。堆排序是一种原地排序算法,具有稳定的时间复杂度,通常效率较高。本文将详细介绍堆排序的工作原理和Python实现。

堆排序的工作原理

堆排序的基本思想是:

下面是一个示例,演示堆排序的过程:

原始数组:[9, 6, 5, 2, 8]

Python实现堆排序

下面是Python中的堆排序实现:

def heapify(arr, n, i):
    largest = i
    left = 2 * i + 1
    right = 2 * i + 2

    if left < n and arr[left] > arr[largest]:
        largest = left

    if right < n and arr[right] > arr[largest]:
        largest = right

    if largest != i:
        arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
        heapify(arr, n, largest)

def heap_sort(arr):
    n = len(arr)

    for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
        heapify(arr, n, i)

    for i in range(n - 1, 0, -1):
        arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
        heapify(arr, i, 0)

示例代码

下面是一个使用Python进行堆排序的示例代码:

def heapify(arr, n, i):
    largest = i
    left = 2 * i + 1
    right = 2 * i + 2

    if left < n and arr[left] > arr[largest]:
        largest = left

    if right < n and arr[right] > arr[largest]:
        largest = right

    if largest != i:
        arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
        heapify(arr, n, largest)

def heap_sort(arr):
    n = len(arr)

    for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
        heapify(arr, n, i)

    for i in range(n - 1, 0, -1):
        arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
        heapify(arr, i, 0)

# 测试排序
arr = [9, 6, 5, 2, 8]
heap_sort(arr)
print("排序后的数组:", arr)

时间复杂度

堆排序的时间复杂度为 O(n log n),其中 n 是数组的长度。它是一种原地排序算法,不需要额外的空间,因此非常适合排序大型数据集。

总之,堆排序是一种高效的排序算法,通过构建最大堆并重复移除根节点,实现了对数组的排序。了解堆排序有助于理解堆数据结构和排序算法的结合使用,提供了一种高效的排序解决方案。

到此这篇关于Python堆排序的实现示例的文章就介绍到这了,更多相关Python堆排序内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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