堆排序算法

最新推荐文章于 2025-09-10 15:24:29 发布

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文章标签：数据结构与算法 python

原文链接：https://my.oschina.net/u/2304814/blog/1574412

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堆排序是对数组进行排序的一个方法，其用到的思想是可以通过构建一个树直观的来看，但它本身的存储结构与树确实是一毛钱关系都没有。

堆排序是仿照树的做法，把整个数组抽象成一棵完全二叉树。数组第一个元素就是这个完全二叉树的根结点。完全二叉树的概念可以在百度上自行普及下。

堆排序的步骤

堆排序从大的层面，有三个步骤：

（1）找出一个备用的数组

（2）把备用的数组调整成一个堆（最大堆或最小堆）

（3）每次把第一个元素与最后一个元素互换，然后把最后一个元素踢出数组，再把剩下元素组成的数组调整成一个堆

代码实现

/**
 * @date 2017/11/16 上午10:22
 */
public class HeapSort {
    public static void main(String args[]) {
        int[] a = {
                1, 3, 9, 2, 5, 29, 2, 4, 8
        };
        print(a);
        buildHeap(a);
        print(a);
        heapSort(a);
        print(a);
    }

    /**
     * 堆排序的具体实现
     */
    private static void heapSort(int[] a) {
        int size = a.length;
        for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
            swap(a, 0, i);
            heapAdjust(a, 0, i);
        }
    }

    //从下向上进行堆的构建
    private static void buildHeap(int[] a) {
        int size = a.length;
        for (int i = size / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            heapAdjust(a, i, size);
        }
    }

    //从一个节点从上向下进行堆的调整
    private static void heapAdjust(int[] a, int index, int size) {
        int lchild = index * 2 + 1;
        int rchild = index * 2 + 2;
        int maxIndex = index;
        if ((lchild < size) && (a[lchild] > a[index])) {
            maxIndex = lchild;
        }
        if ((rchild < size) && (a[rchild] > a[maxIndex])) {
            maxIndex = rchild;
        }
        if (maxIndex != index) {
            swap(a, maxIndex, index);
            heapAdjust(a, maxIndex, size);
        }
    }

    //交换数组中两个下标元素的值
    private static void swap(int[] a, int x, int y) {
        int temp = a[x];
        a[x] = a[y];
        a[y] = temp;
    }

    //对数组进行打印
    private static void print(int[] a) {
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + ",");
        }
        System.out.println();
    }

}