堆排序算法

       上一篇文章讲到了最大堆最小堆算法，今天又用最大堆写了个堆排序。正序使用最大堆，倒序使用最小堆。堆排序是简单选择排序算法的一种改进排序算法，时间复杂度为O(nlogn)。以正序为例，该算法的思想是利用数组构建最大堆，每次将最后一个结点与堆顶互换，这样最大的数就排到了数组的尾端。再用还未排好位置的其他结点重构最大堆，堆顶再与末结点互换。。。以此循环直到所有结点都排在正确的位置。

 

/**
 * 堆排序
 * @author dwl
 *
 */
public class HeapSort {
	
	private int[] data;
	
	public HeapSort(int[] data){
		this.data = data;
		//从最后一个拥有子结点的结点开始重构最大堆
		for(int i =data.length/2-1;i>=0;i--){
			buildHeap(i, data.length);
		}
	}
	
	/**
	 * 构建大顶堆
	 * @param i 父结点位置
	 * @param last 可交换子节点位置
	 */
	private void buildHeap(int i,int last){
		
		int temp = 0;
		int left =left(i);
		int right = right(i);
		//左右孩子都参与可重构
		if(rightdata[i]){
				//交换父子结点
				swap(i, temp);
				//交换结点后可能对原子结点的子树产生影响，重构该子结点的子数
				buildHeap(temp, last);	
			}			
		}else if(leftdata[i])
				swap(i, left);
			
		}			
	}
	
	/**
	 * 根据父结点下标获取
	 * 左孩子下标
	 * @param i
	 * @return
	 */
	private int left(int i){
		return ((i+1)<<1)-1;	
	}
	
	/**
	 * 根据父结点下标获取
	 * 右孩子下标
	 * @param i
	 * @return
	 */
	private int right(int i){
		return (i+1)<<1;
	}
	
	/**
	 * 交换两个结点
	 * @param i
	 * @param j
	 */
	private void swap(int i,int j){
		
		int temp = data[i];
		data[i] = data[j];
		data[j] = temp;
		
	}
	
	/**
	 * 返回连个结点中较大的下标
	 * @param i
	 * @param j
	 * @return
	 */
	private int max(int i,int j){
		if(data[i]>=data[j])
			return i;
		return j;
		
	}
	

	/**
	 * 最后一个结点与根结点交换，重构该结点前的其他结点
	 * @param last
	 */
	public void changeRootLast(int last){
		int temp = data[0];
		data[0] = data[last];
		data[last] = temp;
		//最后一次不再重构堆
		if(last>1){
			buildHeap(0, last-1);
		}
		

		
		
	}
	
	/**
	 * 获取数组
	 * @return
	 */
	public int[] getData(){
		return data;
	}
	
	
	/**
	 * 获取排序后的数组
	 * @return
	 */
	public int[] getSort(){
	    //循环将堆顶放入i的位置
		for(int i = data.length-1;i>0;i--){
			changeRootLast(i);
		}
		
		return data;
		
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		int[] data = {5,23,4,1,83,3,6,34,7};
		HeapSort heap = new HeapSort(data);
		int[] result =heap.getData();
		//输出初始堆
		for(int n:result){
			System.out.print(n+";");
		}
		
		int[] sort = heap.getSort();
		System.out.println();
		//输出排好序的数组
		for(int n:sort){
			System.out.print(n+";");
		}
		
		
		
		
	}

}

测试结果如下图：