堆排序（1）HeapSort

#ifndef HEAP_SORT_H
#define HEAP_SORT_H
#include "utility.h"

typedef int ElemType;

class Sort
{
public:
static void HeapSort(ElemType *arr,size_t n);

private:
static void BuildMaxHeap(ElemType *arr,size_t n);  //数组应该有(n+1)个元素,第0个置空
static void HeapAdjust(ElemType *arr,size_t i,size_t n);
static void Swap(ElemType &e1,ElemType &e2);

DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(Sort);
};

#endif

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#ifndef UTILITY_H
#define UTILITY_H
#include <cstddef>
#include <cstdlib>
#include <cassert>
#include <stdlib.h>

#define DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(TypeName) \
TypeName(const TypeName&);               \
void operator=(const TypeName&)

#endif

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

void Sort::HeapSort(ElemType *arr,size_t n)
{
BuildMaxHeap(arr,n);

for (size_t i=n;i>1;--i)    //注意i>1,循环(n-1)次。而不是循环(n-2)次
{
//key:将堆顶记录和当前未排序子序列的最后一个记录交换
Swap(arr[1],arr[i]);    //注意下标是1
HeapAdjust(arr,1,i-1);  //注意是i-1
}
}

void Sort::BuildMaxHeap(ElemType *arr,size_t n)
{
//构造一个大顶堆

for (size_t i=n/2;i>0;--i)
HeapAdjust(arr,i,n);
}

void Sort::HeapAdjust(ElemType *arr,size_t i,size_t n)
{
//summmary:确保i结点的子树中(包括i结点)i结点是最大的
//pre:1<=i<=n,数组arr应该有(n+1)个空间
//已知[i,n]中的记录除i外均满足堆的定义
//j总是为2*i或2*i+1
ElemType tmp=arr[i];

for (size_t j=2*i;j<=n;j*=2)
{

if (j<n && arr[j]<arr[j+1])
++j;           //j为i左右子结点中较大的结点

if (arr[j]<=tmp)
break;

arr[i]=arr[j];  //将左右子结点中较大的结点赋值给父结点
i=j; //i为变量是因为要始终成为j的父结点以赋值
}

//3种情况：1）传进来的参数i没有子结点 2）传进来的参数i是三结点（或两结点）中最大值
//3）（至少进入2次for循环）处于中间链,比左右子结点大 ；或处于底层结点
arr[i]=tmp;
}

void Sort::Swap(ElemType &e1,ElemType &e2)
{
ElemType tmp=e1;
e1=e2;
e2=tmp;
}

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

typedef int ElemType;

void PrintArray(ElemType *arr,size_t n);

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
//int arr[]={0,9,8,7,23,6,4,3,2,1,0};  //注意第一个元素没有意义,为哑元素。i从1开始
int arr[]={0,8};
size_t n=sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1;

PrintArray(arr,n);
Sort::HeapSort(arr,n);
PrintArray(arr,n);

system("pause");
return 0;
}

void PrintArray(ElemType *arr,size_t n)
{
for (size_t i=1;i<=n;++i)
cout<<arr[i]<<' ';
cout<<endl;
}