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问题:

按降序排序的数组的BUILD-MAX-HEAP运行时间

微生啸
2023-03-14

我知道堆排序中BUILD-MAX-HEAP的运行时间是O(n)。但是,如果我们有一个已经按降序排序的数组,为什么对于BUILD-MAX-HEAP的运行时间仍然有O(n)<它不是应该是类似于O(1)的吗?它已经从最大值到最小值排序,因此我们不需要MAX-HEAPIFY。

我的理解正确吗?谁能给我解释一下吗?

共有2个答案

钱志
2023-03-14

如果您知道数组已经按降序排序,则无需对其进行排序。如果您希望它按升序排列,您可以在O(n)时间内反转数组。

如果您不知道数组是否已经排序,则需要O(n)来确定它是否已经反向排序。

从反向排序数组构建最大堆被认为是O(n)的原因是,您必须从第n/2项开始,并向后操作,确保元素不小于其子元素。即使只有n/2个检查,也被认为是O(n),因为执行的操作数与要检查的项目总数成比例。

顺便说一句,有趣的是,您可以从反向排序的数组构建最大堆,而不是检查数组以查看它是否反向排序。

刘泰
2023-03-14

你是对的。它当然可以是O(1)。当您确定列表已排序时,可以将其用作最大堆。

使用数组的堆的常见实现对其元素位置使用此行为:

childs[i] = 2i+1 and 2i+2
parent[i] = floor((i-1)/2)

此规则适用于排序数组。(最大堆递减,最小堆递增)。

请注意,如果您需要首先检查列表是否已排序,它当然仍然是O(n)。

编辑:堆排序复杂度,即使可能对数组进行排序,并且构建堆实际上可能需要0(1)。无论何时执行堆排序,最终结果仍然是O(n log n)
如注释中所述,堆排序正在执行对提取最大值的调用。每个提取操作需要0(log n)-我们最终得到的总时间复杂度为0(log n)<如果数组没有排序,我们将得到总时间复杂度为O(n nlogn),它仍然是O(n log n)。

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