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PHP內功之排序__2.堆排序

堆(二叉堆),指得不是堆疊的那個堆,而是一種資料結構。

資料結構: 資料結構是計算機儲存、組織資料的方式。資料結構是指相互之間存在一種或多種特定關係的資料元素的集合。通常情況下,精心選擇的資料結構可以帶來更高的執行或者儲存效率.
資料: 單個元素,也可以是資料流,
資料流,: 多種資料融合在一起
傳入多個引數,輸出多個引數和結果,這個過程就叫演算法和函式,演算法=函式.
資料結構+演算法=程式

1.程式碼

/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: magang-ssd-02
 * Date: 2018/10/9
 * Time: 15:37
 * 堆排序 (大根堆)
 * 思路: 堆排序利用了大根堆堆頂記錄的關鍵字最大(或最小)這一特徵
 * 白話: 堆排序(HeapSort)是指利用堆積樹(堆)這種資料結構所涉及的一種排序演算法,它是排序的一種.
 * 可以利用陣列的特點快速定位指定索引的元素.堆分為大根堆和小根堆,是完全二叉樹.
 * 大根堆的要求是每個節點的值都不大於其父節點的值,即A[PARENT[i]] >= A[i]
 * 在陣列的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因為根據大根堆的要求可知,最大的值一定在堆頂.
 */
class HeapSort
{
//    受保護的兩個變數 $count $data
    protected $count;
    protected $data;

    function __construct(array $data)
    {
        $this->count = count($data);
        $this->data = $data;
    }

    public function run()
    {
        $this->createHeap();
        while ($this->count > 0) {
            /*
            這是一個大頂堆,所有堆頂的節點必須是最大的
            根據此特點,每次都將堆頂資料移動到最後一位
            然後對剩餘資料節點再次建造堆就可以
            */
            $this->swap($this->data[0], $this->data[--$this->count]);
            $this->buildHeap($this->data, 0, $this->count);
        }
        return $this->data;
    }

    /**
     * 建立一個堆
     */
    public function createHeap()
    {
        $i = floor($this->count / 2) + 1;
        while ($i--) {
            $this->buildHeap($this->data, $i, $this->count);
        }
    }


    /**
     * 從 陣列 的 第 $i 個節點開始至 陣列長度為0 結束,遞迴的將其 (包括其子節點) 轉化為一個小頂堆
     * @param array $data
     * @param $i
     * @param $count
     */
    public function buildHeap(array &$data, $i, $count)
    {
        if (false === $i < $count) {
            return;
        }

//獲取左 / 右節點
        $right = ($left = 2 * $i + 1) + 1;
        $max = $i;
//如果左子節點大於當前節點,那麼記錄左節點鍵名
        if ($left < $count && $data[$i] < $data[$left]) {
            $max = $left;
        }
//如果右節點大於剛剛記錄的 $max , 那麼再次交換
        if ($right < $count && $data[$max] < $data[$right]) {
            $max = $right;
        }

        if ($max !== $i && $max < $count) {
            $this->swap($data[$i], $data[$max]);
            $this->buildHeap($data, $max, $count);
        }

    }

    /**
     * 交換空間
     * @param $left
     * @param $right
     */
    public function swap(&$left, &$right)
    {
        list($left,$right) = array($right,$left);
    }
}

    echo "<pre>";
    $tempArr = [];
    for ($i = 0; $i < 1000; $i ++) {
        $tempArr[$i] = mt_rand(1,9999999);
    }
    //$array = array (4, 21, 41, 2, 53, 1, 213, 31, 21, 423, 56);
    $result = (new HeapSort($tempArr))->run();
    var_dump($result);