PHP实现的堆排序算法详解

　　本文实例讲述了PHP实现的堆排序算法。分享给大家供大家参考，具体如下：

　　经验

　　工作了，面试我工作这家公司时被技术面打击得不行，因为自己的数据结构等基础学得实在太差，虽然原来是想做设计师的说。。。不过看在PHP写得还凑合的份上能来实习了，但还是决心恶补一下基础。 其实自己之前也确实感觉到了基础的重要性，一些比较深的东西都比较底层，不学好根本没法进行。像我之前用PHP做websocket，就牵扯到数据包、数据帧等概念，搞不清楚，连数据都没法处理，还得后来补。所以我准备重新学一下数据结构,算法,网络等基础知识，也在此跟大家提个醒,别像我一样走反了方向，甚至到明白过来就已经晚了。

　　今天来说一下被问到的堆排序的问题，当时被问到时，连完全二叉树的概念都忘了。不过幸好我还有一点点数据结构基础，看了点资料也有些明白了，所以想用PHP写一下二叉树的堆排序，顺便也复习下二叉树，堆等数据结构。

　　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，

　　1. 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）；
2. 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：

　　更多关于PHP相关内容感兴趣的读者可查看本站专题：《php排序算法总结》、《PHP数据结构与算法教程》、《php程序设计算法总结》、《PHP数组(Array)操作技巧大全》、《php字符串(string)用法总结》、《PHP常用遍历算法与技巧总结》及《PHP数学运算技巧总结》

　　希望本文所述对大家PHP程序设计有所帮助。