Heap Sort Usando Array Dinâmico

Introdução

Neste laboratório, você aprenderá como implementar o algoritmo Heap Sort usando arrays dinâmicos em C++. Heap Sort é um algoritmo de ordenação baseado em comparação que funciona dividindo a entrada em uma região ordenada e uma região não ordenada, e iterativamente encolhendo a região não ordenada extraindo o elemento maior ou menor e movendo-o para a região ordenada.

Criando o Array Dinâmico

Criaremos um novo arquivo chamado main.cpp no diretório ~/project usando o seguinte comando:

touch ~/project/main.cpp

Primeiramente, criaremos um array dinâmico para armazenar elementos. Usaremos o operador new para alocar memória dinamicamente durante a execução do programa.

int* arr;
arr = new int[size];

Função Heapify

Em seguida, criaremos a função heapify() para reordenar os elementos no array. O propósito da função heapify() é manter a propriedade de heap (heap property), que significa que cada nó é maior ou igual aos seus filhos.

void heapify(int* arr, int n, int i) {
    int largest = i;
    int left = 2 * i + 1;
    int right = 2 * i + 2;

    if (left < n && arr[left] > arr[largest])
        largest = left;

    if (right < n && arr[right] > arr[largest])
        largest = right;

    if (largest != i) {
        swap(arr[i], arr[largest]);
        heapify(arr, n, largest);
    }
}

Função Heap Sort

Após implementar a função heapify(), criaremos a função heapSort() para ordenar o array em ordem crescente.

void heapSort(int* arr, int n) {
    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
        heapify(arr, n, i);

    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        swap(arr[0], arr[i]);
        heapify(arr, i, 0);
    }
}

Função Principal (Main Function)

Finalmente, criaremos a função main() para ler os elementos do usuário e exibir o array ordenado usando o algoritmo de heap sort.

int main() {
    int size;
    cout << "Enter the number of elements: ";
    cin >> size;

    int* arr;
    arr = new int[size];

    cout << "Enter the elements: ";
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        cin >> arr[i];
    }

    heapSort(arr, size);

    cout << "Sorted Array: ";
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    delete[] arr;
    return 0;
}

Resumo

Neste laboratório, você aprendeu como implementar o algoritmo Heap Sort usando arrays dinâmicos em C++. Você também aprendeu sobre a criação de um array dinâmico, a heapificação (heapifying) do array e a ordenação do array para exibir o array ordenado em ordem crescente. Siga as instruções para executar o código de exemplo e praticar a implementação do algoritmo Heap Sort.