十大排序——4.堆排序

前面我们讲了堆，现在我们来看一下堆排序。

1.介绍

堆排序主要是运用堆的性质来进行的一种排序方法，要想熟悉堆排序，首先要熟悉堆。

堆排序的步骤：

• 首先将一个无序数组建立成一个大顶堆
• 然后，将堆顶的元素和堆低的元素进行交换（即将最大的元素交换的到堆底），缩小并下潜调整堆
• 重复上一步，直到堆中只剩一个元素为止

2.代码实现

下面来看一下代码实现：

下面看一下具体的代码：

package Sorts;
//堆排
public class HeapSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {16, 7, 3, 20, 17, 8};
        heapSort(arr);
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
    /**
     * 创建堆
     */
    private static void heapSort(int[] arr) {
        //创建堆
        for (int i = (arr.length - 1) / 2; i >= 0; i--) {
            //从第一个非叶子结点从下至上，从右至左调整结构
            adjustHeap(arr, i, arr.length);
        }

        //调整堆结构+交换堆顶元素与末尾元素
        for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
            //将堆顶元素与末尾元素进行交换
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[0];
            arr[0] = temp;
            //重新对堆进行调整
            adjustHeap(arr, 0, i);
        }
    }
    /**
     * 调整堆
     * @param arr 待排序列
     * @param parent 父节点
     * @param length 待排序列尾元素索引
     */
    private static void adjustHeap(int[] arr, int parent, int length) {
        //将temp作为父节点
        int temp = arr[parent];
        //左孩子
        int lChild = 2 * parent + 1;
        while (lChild < length) {
            //右孩子
            int rChild = lChild + 1;
            // 如果有右孩子结点，并且右孩子结点的值大于左孩子结点，则选取右孩子结点
            if (rChild < length && arr[lChild] < arr[rChild]) {
                lChild++;
            }
            // 如果父结点的值已经大于孩子结点的值，则直接结束
            if (temp >= arr[lChild]) {
                break;
            }
            // 把孩子结点的值赋给父结点
            arr[parent] = arr[lChild];
            //选取孩子结点的左孩子结点,继续向下筛选
            parent = lChild;
            lChild = 2 * lChild + 1;
        }
        arr[parent] = temp;
    }
}

3.小结与思考

堆排序主要就是运用了堆的特性，对于堆，堆元素的下潜操作一顶要熟悉。堆的具体内容可以参考我数据结构与算法系列的内容。