这个程序是利用Young氏矩阵为n*n的数组排序。
其中涉及到:插入法建立Young氏矩阵,然后再调用”去掉返回堆顶元素”的函数得到从小到大的排列。总的时间复杂度为O(n^3)。
其中向Young氏矩阵“插入一个元素”的时间复杂度为O(m+n),m为Young氏矩阵的行数,n为Young氏矩阵的列数,建立Young氏矩阵要插入n*n个元素则为O((n^2)*2n)=O(n^3)。
“去掉返回堆顶元素”因为要借助“堆调整”函数保持Young氏矩阵的性质,所以时间复杂度为O(m+n)。
在排序函数YoungSort中还调用了查找函数YoungSearch,这个其实跟排序没有任何关系,因为排序前先建立Young氏矩阵,所以搭了个便车,建立了Young氏矩阵后立马调用YoungSearch查找了仨数。我知道这样写很容易产生误会,特此说明。这个查找函数YoungSearch()的思想在函数定义中有详细说明。
详情请看下面代码:
#include <string.h> #include <time.h> #define BUFFER_SIZE 3 //Young氏矩阵调整 void YoungMinHeapIfy(int (*a)[BUFFER_SIZE+1],int i,int j,int m,int n) { int x=0; int y=0; int tmp=0; int min_i=0; int min_j=0; if(j+1<=n&&a[i][j]>a[i][j+1]) { min_i=i; min_j=j+1; } else { min_i=i; min_j=j; } if(i+1<=m&&a[min_i][min_j]>a[i+1][j]) { min_i=i+1; min_j=j; } if(min_i!=i||min_j!=j) { tmp=a[i][j]; a[i][j]=a[min_i][min_j]; a[min_i][min_j]=tmp; YoungMinHeapIfy(a,min_i,min_j,m,n); } } //去掉并返回堆顶元素 int YoungHeapExtractMin(int (*a)[BUFFER_SIZE+1],int *m,int *n) { int tmp=a[1][1]; a[1][1]=a[*m][*n]; if((*n)>1) { (*n)--; } else if((*n)==1) { (*m)--; (*n)=BUFFER_SIZE; } YoungMinHeapIfy(a,1,1,*m,*n); return tmp; } //将Young氏矩阵中指定元素(i,j)的关键字减小到key,key要小于(i,j)元素原来的关键字 void YoungHeapDecreaseKey(int (*a)[BUFFER_SIZE+1],int i,int j,int key) { int min_i=0; int min_j=0; if(a[i][j]<=key) { return; } a[i][j]=key; if(j>1&&a[i][j]<a[i][j-1]) { min_i=i; min_j=j-1; } else { min_i=i; min_j=j; } if(i>1&&a[min_i][min_j]<a[i-1][j]) { min_i=i-1; min_j=j; } if(min_i!=i||min_j!=j) { a[i][j]=a[min_i][min_j]; YoungHeapDecreaseKey(a,min_i,min_j,key); } } //将一个新元素x插入到Young氏矩阵中 void YoungMinHeapInsert(int (*a)[BUFFER_SIZE+1],int *m,int *n,int x) { if((*n)<BUFFER_SIZE) { (*n)++; } else if((*n)==BUFFER_SIZE) { (*m)++; (*n)=1; } a[*m][*n]=x+1; YoungHeapDecreaseKey(a,*m,*n,x); } //查找指定的某元素是否在Young氏矩阵中 void YoungSearch(int (*a)[BUFFER_SIZE+1],int m,int n,int i,int j,int key) { if(i>m||i<1||j>n||j<1) {//要是下标超出范围,肯定不存在 printf("%d Not Exist!\n",key); } else if(a[i][j]==key) {//每次都先跟最右上角的元素比较,相等就找到了 printf("%d is a[%d][%d]!\n",key,i,j); } else if(a[i][j]>key) {//要是小于,就可以去掉最右边一列 YoungSearch(a,m,n,i,j-1,key); } else if(a[i][j]<key) {//要是大于就可以去掉最上面一行 YoungSearch(a,m,n,i+1,j,key); } //这个查找还有另外一个思路,就是YoungMinHeapInsert的变形,因为里面涉及到比较了,复杂度也是O(m+n) } //用Young氏矩阵对n*n个元素排序 void YoungSort(int (*a)[BUFFER_SIZE+1],int (*b)[BUFFER_SIZE+1],int *c) { int m=1;//此处m要从1开始,因为Young矩阵的第0行第0列我都未用 int n=0; int i=0; int j=0; for(i=1;i<=BUFFER_SIZE;i++) { for(j=1;j<=BUFFER_SIZE;j++) {//先用插入法建堆 YoungMinHeapInsert(a,&m,&n,b[i][j]); } } printf("建立Young氏矩阵:\n"); for(i=1;i<BUFFER_SIZE+1;i++) { for(j=1;j<BUFFER_SIZE+1;j++) { printf("%d\t",a[i][j]); } printf("\n"); } printf("\n试着查找三个数:\n"); YoungSearch(a,BUFFER_SIZE,BUFFER_SIZE,1,BUFFER_SIZE,-1000); YoungSearch(a,BUFFER_SIZE,BUFFER_SIZE,1,BUFFER_SIZE,1000); YoungSearch(a,BUFFER_SIZE,BUFFER_SIZE,1,BUFFER_SIZE,a[1][1]); for(i=0;i<BUFFER_SIZE*BUFFER_SIZE;i++) {//然后再调用去掉返回堆顶元素的函数得到从小到大的排列 c[i]=YoungHeapExtractMin(a,&m,&n); } } int main() { int i=0; int j=0; int a[BUFFER_SIZE+1][BUFFER_SIZE+1]; int b[BUFFER_SIZE+1][BUFFER_SIZE+1]; int c[BUFFER_SIZE*BUFFER_SIZE]; //随机生成矩阵 srand((unsigned)time(NULL)); for(i=1;i<BUFFER_SIZE+1;i++) { for(j=1;j<BUFFER_SIZE+1;j++) { b[i][j]=rand()%100; } } printf("随机生成的n*n矩阵:\n"); for(i=1;i<BUFFER_SIZE+1;i++) { for(j=1;j<BUFFER_SIZE+1;j++) { printf("%d\t",b[i][j]); } printf("\n"); } YoungSort(a,b,c); printf("对n*n矩阵进行排序:\n"); for(i=0;i<BUFFER_SIZE*BUFFER_SIZE;i++) { printf("%d ",c[i]); } system("pause"); return 0; }