Реализации алгоритмов/Сортировка/Пирамидальная: различия между версиями
Содержимое удалено Содержимое добавлено
JenVan (обсуждение | вклад) м Откат правок 195.19.226.178 (обс.) к версии Le Traceur Snork |
|||
Строка 499: | Строка 499: | ||
new_elem = li[k] |
new_elem = li[k] |
||
while 2*k+1 < n: |
while 2*k+1 < n: |
||
child = 2*k+1 |
child = 2*k+1 |
||
if child+1 < n and li[child] < li[child+1]: |
if child+1 < n and li[child] < li[child+1]: |
||
child += 1 |
child += 1 |
Версия от 17:40, 22 декабря 2012
C
#include <stdio.h>
#define MAXL 1000
void swap (int *a, int *b)
{
int t = *a;
*a = *b;
*b = t;
}
int main()
{
int a[MAXL], n, i, sh = 0, b = 0;
scanf ("%i", &n);
for (i = 0; i < n; ++i)
scanf ("%i", &a[i]);
while (1)
{
b = 0;
for (i = 0; i < n; ++i)
{
if (i*2 + 2 + sh < n)
{
if (a[i+sh] > a[i*2 + 1 + sh] || a[i + sh] > a[i*2 + 2 + sh])
{
if (a[i*2+1+sh] < a[i*2+2+sh])
{
swap (&a[i+sh], &a[i*2+1+sh]);
b = 1;
}
else if (a[i*2+2+sh] < a[i*2+1+sh])
{
swap (&a[i+sh],&a[i*2+2+sh]);
b = 1;
}
}
}
else if (i * 2 + 1 + sh < n)
{
if (a[i+sh] > a[i*2+1+sh])
{
swap (&a[i+sh], &a[i*2+1+sh]);
b=1;
}
}
}
if (!b) sh++;
if (sh+2==n)
break;
}
for (i = 0; i < n; ++i)
printf ("%i%c", a[i], (i!=n-1)?' ':'\n');
return 0;
}
C++
#include <iterator>
template< typename Iterator >
void adjust_heap( Iterator first
, typename std::iterator_traits< Iterator >::difference_type current
, typename std::iterator_traits< Iterator >::difference_type size
, typename std::iterator_traits< Iterator >::value_type tmp )
{
typedef typename std::iterator_traits< Iterator >::difference_type diff_t;
diff_t top = current, next = 2 * current + 2;
for ( ; next < size; current = next, next = 2 * next + 2 )
{
if ( *(first + next) < *(first + next - 1) )
--next;
*(first + current) = *(first + next);
}
if ( next == size )
*(first + current) = *(first + size - 1), current = size - 1;
for ( next = (current - 1) / 2;
top > current && *(first + next) < tmp;
current = next, next = (current - 1) / 2 )
{
*(first + current) = *(first + next);
}
*(first + current) = tmp;
}
template< typename Iterator >
void pop_heap( Iterator first, Iterator last)
{
typedef typename std::iterator_traits< Iterator >::value_type value_t;
value_t tmp = *--last;
*last = *first;
adjust_heap( first, 0, last - first, tmp );
}
template< typename Iterator >
void heap_sort( Iterator first, Iterator last )
{
typedef typename std::iterator_traits< Iterator >::difference_type diff_t;
for ( diff_t current = (last - first) / 2 - 1; current >= 0; --current )
adjust_heap( first, current, last - first, *(first + current) );
while ( first < last )
pop_heap( first, last-- );
}
C++ (другой вариант)
#include <iostream>
#include <conio.h>
using namespace std;
void iswap(int &n1, int &n2)
{
int temp = n1;
n1 = n2;
n2 = temp;
}
int main()
{
int const n = 100;
int a[n];
for ( int i = 0; i < n; ++i ) { a[i] = n - i; cout << a[i] << " "; }
//заполняем массив для наглядности.
//-----------сортировка------------//
//сортирует по-возрастанию. чтобы настроить по-убыванию,
//поменяйте знаки сравнения в строчках, помеченных /*(знак)*/
int sh = 0; //смещение
bool b = false;
for(;;)
{
b = false;
for ( int i = 0; i < n; i++ )
{
if( i * 2 + 2 + sh < n )
{
if( ( a[i + sh] > /*<*/ a[i * 2 + 1 + sh] ) || ( a[i + sh] > /*<*/ a[i * 2 + 2 + sh] ) )
{
if ( a[i * 2 + 1 + sh] < /*>*/ a[i * 2 + 2 + sh] )
{
iswap( a[i + sh], a[i * 2 + 1 + sh] );
b = true;
}
else if ( a[i * 2 + 2 + sh] < /*>*/ a[ i * 2 + 1 + sh])
{
iswap( a[ i + sh], a[i * 2 + 2 + sh]);
b = true;
}
}
//дополнительная проверка для последних двух элементов
//с помощью этой проверки можно отсортировать пирамиду
//состоящую всего лишь из трех жлементов
if( a[i*2 + 2 + sh] < /*>*/ a[i*2 + 1 + sh] )
{
iswap( a[i*2+1+sh], a[i * 2 +2+ sh] );
b = true;
}
}
else if( i * 2 + 1 + sh < n )
{
if( a[i + sh] > /*<*/ a[ i * 2 + 1 + sh] )
{
iswap( a[i + sh], a[i * 2 + 1 + sh] );
b = true;
}
}
}
if (!b) sh++; //смещение увеличивается, когда на текущем этапе
//сортировать больше нечего
if ( sh + 2 == n ) break;
} //конец сортировки
cout << endl << endl;
for ( int i = 0; i < n; ++i ) cout << a[i] << " ";
_getch();
return 0;
}
C#
static Int32 add2pyramid(Int32[] arr, Int32 i, Int32 N)
{
Int32 imax;
Int32 buf;
if ((2 * i + 2) < N)
{
if (arr[2 * i + 1] < arr[2 * i + 2]) imax = 2 * i + 2;
else imax = 2 * i + 1;
}
else imax = 2 * i + 1;
if (imax >= N) return i;
if (arr[i] < arr[imax])
{
buf = arr[i];
arr[i] = arr[imax];
arr[imax] = buf;
if (imax < N / 2) i = imax;
}
return i;
}
static void Pyramid_Sort(Int32[] arr, Int32 len)
{
//step 1: building the pyramid
for (Int32 i = len / 2 - 1; i >= 0; --i)
{
long prev_i = i;
i = add2pyramid(arr, i, len);
if (prev_i != i) ++i;
}
//step 2: sorting
Int32 buf;
for (Int32 k = len - 1; k > 0; --k)
{
buf = arr[0];
arr[0] = arr[k];
arr[k] = buf;
Int32 i = 0, prev_i = -1;
while (i != prev_i)
{
prev_i = i;
i = add2pyramid(arr, i, k);
}
}
}
static void Main(string[] args)
{
Int32[] arr = new Int32[100];
//заполняем массив случайными числами
Random rd = new Random();
for(Int32 i = 0; i < arr.Length; ++i) {
arr[i] = rd.Next(1, 101);
}
System.Console.WriteLine("The array before sorting:");
foreach (Int32 x in arr)
{
System.Console.Write(x + " ");
}
//сортировка
Pyramid_Sort(arr, arr.Length);
System.Console.WriteLine("\n\nThe array after sorting:");
foreach (Int32 x in arr)
{
System.Console.Write(x + " ");
}
System.Console.WriteLine("\n\nPress the <Enter> key");
System.Console.ReadLine();
}
C# (другой вариант)
public class Heap<T>
{
private T[] _array; //массив сортируемых элементов
private int heapsize;//число необработанных элементов
private IComparer<T> _comparer;
public Heap(T[] a, IComparer<T> comparer){
_array = a;
heapsize = a.Length;
_comparer = comparer;
}
public void HeapSort(){
build_max_heap();//Построение пирамиды
for(int i = _array.Length - 1; i > 0; i--){
T temp = _array[0];//Переместим текущий максимальный элемент из нулевой позиции в хвост массива
_array[0] = _array[i];
_array[i] = temp;
heapsize--;//Уменьшим число необработанных элементов
max_heapify(0);//Восстановление свойства пирамиды
}
}
private int parent (int i) { return (i-1)/2; }//Индекс родительского узла
private int left (int i) { return 2*i+1; }//Индекс левого потомка
private int right (int i) { return 2*i+2; }//Индекс правого потомка
//Метод переупорядочивает элементы пирамиды при условии,
//что элемент с индексом i меньше хотя бы одного из своих потомков, нарушая тем самым свойство невозрастающей пирамиды
private void max_heapify(int i){
int l = left(i);
int r = right(i);
int lagest = i;
if (l<heapsize && _comparer.Compare(_array[l], _array[i])>0)
lagest = l;
if (r<heapsize && _comparer.Compare(_array[r], _array[lagest])>0)
lagest = r;
if (lagest != i)
{
T temp = _array[i];
_array[i] = _array[lagest];
_array[lagest] = temp;
max_heapify(lagest);
}
}
//метод строит невозрастающую пирамиду
private void build_max_heap(){
int i = (_array.Length-1)/2;
while(i>=0){
max_heapify(i);
i--;
}
}
}
public class IntComparer : IComparer<int>
{
public int Compare(int x, int y) {return x-y;}
}
public static void Main (string[] args)
{
int[] arr = Console.ReadLine().Split(' ').Select(s=>int.Parse(s)).ToArray();//вводим элементы массива через пробел
IntComparer myComparer = new IntComparer();//Класс, реализующий сравнение
Heap<int> heap = new Heap<int>(arr, myComparer);
heap.HeapSort();
}
Здесь T - любой тип, на множестве элементов которого можно ввести отношение частичного порядка.
Pascal
Вместо «SomeType» следует подставить любой из арифметических типов (например integer).
procedure Sort(var Arr: array of SomeType; Count: Integer);
procedure DownHeap(index, Count: integer; Current: SomeType);
//Функция пробегает по пирамиде восстанавливая ее
//Также используется для изначального создания пирамиды
//Использование: Передать номер следующего элемента в index
//Процедура пробежит по всем потомкам и найдет нужное место для следующего элемента
var
Child: Integer;
begin
while index < Count div 2 do begin
Child := (index+1)*2-1;
if (Child < Count-1) and (Arr[Child] < Arr[Child+1]) then
Child:=Child+1;
if Current >= Arr[Child] then
break;
Arr[index] := Arr[Child];
index := Child;
end;
Arr[index] := Current;
end;
//Основная функция
var
i: integer;
Current: SomeType;
begin
//Собираем пирамиду
for i := (Count div 2)-1 downto 0 do
DownHeap(i, Count, Arr[i]);
//Пирамида собрана. Теперь сортируем
for i := Count-1 downto 0 do begin
Current := Arr[i]; //перемещаем верхушку в начало отсортированного списка
Arr[i] := Arr[0];
DownHeap(0, i, Current); //находим нужное место в пирамиде для нового элемента
end;
end;
Pascal (другой вариант)
Примечание: myarray = array[1..Size] of integer; N — количество элементов массива
procedure HeapSort(var m: myarray; N: integer);
var
i: integer;
procedure Swap(var a,b:integer);
var
tmp: integer;
begin
tmp:=a;
a:=b;
b:=tmp;
end;
procedure Sort(Ns: integer);
var
i, tmp, pos, mid: integer;
begin
mid := Ns div 2;
for i := mid downto 1 do
begin
pos := i;
while pos<=mid do
begin
tmp := pos*2;
if tmp<Ns then
begin
if m[tmp+1]<m[tmp] then
tmp := tmp+1;
if m[pos]>m[tmp] then
begin
Swap(m[pos], m[tmp]);
pos := tmp;
end
else
pos := Ns;
end
else
if m[pos]>m[tmp] then
begin
Swap(m[pos], m[tmp]);
pos := Ns;
end
else
pos := Ns;
end;
end;
end;
begin
for i:=N downto 2 do
begin
Sort(i);
Swap(m[1], m[i]);
end;
end;
Pascal (третий вариант)
//процедура для перессылки записей
procedure swap(var x,y:integer);
var temp:integer;
begin
temp:=x;
x:=y;
y:=temp;
end;
//процедура приведения массива к пирамидальному виду (to pyramide)
procedure toPyr(var data:TArray; n:integer); //n - размерность массива
var i:integer;
begin
for i:=n div 2 downto 1 do begin
if 2*i<=n then if data[i]<data[2*i] then swap(data[i],data[2*i]);
if 2*i+1<=n then if data[i]<data[2*i+1] then swap(data[i],data[2*i+1]);
end;
end;
//процедура для сдвига массива влево
procedure left(var data:TArray; n:integer);
var i:integer;
temp:integer;
begin
temp:=data[1];
for i:=1 to n-1 do
data[i]:=data[i+1];
data[n]:=temp;
end;
//основная программа
begin
for i:=n downto 1 do begin
topyr(a,i);
left(a,n);
end;
Python
def heapSort(li):
"""Сортирует список в возрастающем порядке с помощью алгоритма пирамидальной сортировки"""
def downHeap(li, k, n):
new_elem = li[k]
while 2*k+1 < n:
child = 2*k+1
if child+1 < n and li[child] < li[child+1]:
child += 1
if new_elem >= li[child]:
break
li[k] = li[child]
k = child
li[k] = new_elem
size = len(li)
for i in range(size//2-1,-1,-1):
downHeap(li, i, size)
for i in range(size-1,0,-1):
temp = li[i]
li[i] = li[0]
li[0] = temp
downHeap(li, 0, i)
Perl
@out=(6,4,2,8,5,3,1,6,8,4,3,2,7,9,1)
$N=@out+0;
if($N>1){
while($sh+2!=$N){
$b=undef;
for my$i(0..$N-1){
if($i*2+2+$sh<$N){
if($out[$i+$sh]gt$out[$i*2+1+$sh] || $out[$i+$sh]gt$out[$i*2+2+$sh]){
if($out[$i*2+1+$sh]lt$out[$i*2+2+$sh]){
($out[$i*2+1+$sh],$out[$i+$sh])=($out[$i+$sh],$out[$i*2+1+$sh]);
$b=1;
}elsif($out[$i*2+2+$sh]lt$out[$i*2+1+$sh]){
($out[$i*2+2+$sh],$out[$i+$sh])=($out[$i+$sh],$out[$i*2+2+$sh]);
$b=1;
}
}elsif($out[$i*2+2+$sh]lt$out[$i*2+1+$sh]){
($out[$i*2+1+$sh],$out[$i*2+2+$sh])=($out[$i*2+2+$sh],$out[$i*2+1+$sh]);
$b=1;
}
}elsif($i*2+1+$sh<$N && $out[$i+$sh]gt$out[$i*2+1+$sh]){
($out[$i+$sh],$out[$i*2+1+$sh])=($out[$i*2+1+$sh],$out[$i+$sh]);
$b=1;
}
}
++$sh if!$b;
last if$sh+2==$N;
}
}