算法学习02：堆排序

算法学习02：堆排序

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感谢：https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6129630.html;

堆排序的基本思想

• 将待排序序列构成一个大顶堆，此时，整个序列的最大值就是堆顶的根节点
• 将其与末尾元素进行交换，此时末尾就是最大值
• 然后将剩余n-1个元素重新构造成一个堆，就会得到n个元素的次小值，如此反复执行，便能得到一个有序序列

代码示例：

package com.tyj.study.algorithm;

import java.util.Arrays;

public class HeapSort {


    static int swap_num = 1;
    static int adjust_heap_num = 1;

    public static void main(String []args){
        int []arr = {6,5,7,4,8,2,9};
        sort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void sort(int []arr){
        //1.构建大顶堆
        for(int i=arr.length/2-1;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);
        }
        System.out.println("第1次完成大顶堆: " + Arrays.toString(arr));
        //2.调整堆结构+交换堆顶元素与末尾元素
        for(int j=arr.length-1;j>0;j--){
            swap(arr,0,j);//将堆顶元素与末尾元素进行交换
            System.out.println("....第"+(swap_num++)+"次swap: " +  Arrays.toString(arr));
            adjustHeap(arr,0,j);//重新对堆进行调整
            System.out.println("----第"+(adjust_heap_num++)+"次adjustHeap: " + Arrays.toString(arr));
        }

    }

    /**
     * 调整大顶堆（仅是调整过程，建立在大顶堆已构建的基础上）
     * @param arr
     * @param i
     * @param length
     */
    public static void adjustHeap(int []arr,int i,int length){
        int temp = arr[i];//先取出当前元素i
        for(int k=i*2+1;k<length;k=k*2+1){//从i结点的左子结点开始，也就是2i+1处开始
            if(k+1<length && arr[k]<arr[k+1]){//如果左子结点小于右子结点，k指向右子结点
                k++;
            }
            if(arr[k] >temp){//如果子节点大于父节点，将子节点值赋给父节点（不用进行交换）
                arr[i] = arr[k];
                i = k;
            }else{
                break;
            }
        }
        arr[i] = temp;//将temp值放到最终的位置
    }

    /**
     * 交换元素
     * @param arr
     * @param a
     * @param b
     */
    public static void swap(int []arr,int a ,int b){
        int temp=arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = temp;
    }


}
-------------------------日志-----------------------

第1次完成大顶堆: [9, 8, 7, 4, 5, 2, 6]
....第1次swap: [6, 8, 7, 4, 5, 2, 9]
----第1次adjustHeap: [8, 6, 7, 4, 5, 2, 9]
....第2次swap: [2, 6, 7, 4, 5, 8, 9]
----第2次adjustHeap: [7, 6, 2, 4, 5, 8, 9]
....第3次swap: [5, 6, 2, 4, 7, 8, 9]
----第3次adjustHeap: [6, 5, 2, 4, 7, 8, 9]
....第4次swap: [4, 5, 2, 6, 7, 8, 9]
----第4次adjustHeap: [5, 4, 2, 6, 7, 8, 9]
....第5次swap: [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
----第5次adjustHeap: [4, 2, 5, 6, 7, 8, 9]
....第6次swap: [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
----第6次adjustHeap: [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[2, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

图文演示

图文规范：红色表示节点数字互换；绿色表示已经排完序的数字；每个向右代表一次节点互换

原始数组

初始化成大顶堆

第1次swap(0,6)

第1次adjustHeap(arr,0,6)

第2次swap(0,5)

第2次adjustHeap(arr,0,5)

第3次swap(0,4)

第3次adjustHeap(arr,0,4)

第4次swap(0,3)

第4次adjustHeap(arr,0,3)

依次第5次、第6次......

最终结果

END