Java 实现堆排序

堆排序主要是利用堆在根节点上的特性,既在大顶堆的情况下,堆的第一个元素是堆当中最大的元素,而在小顶堆的情况下,堆的第一个元素是最小的节点。

所以在堆排序的过程,主要的操作就是对每次取出堆顶的元素之后(在这里使用大顶堆),我们就选出了堆中的最大元素,然后对堆剩下的元素进行再次进行大顶堆的调正,得到一个新的大顶堆,这样再次取值的时候就可以取出剩下元素的最大值,依次类推,即可得到一个有序的数组。

堆的时间复杂度是 n* logn
同时堆的排序是不稳定的,例如

考虑序列{9,5A,7,5B},按照堆排序的算法走一遍(算法导论中用的是最大堆,这个序列也是用最大堆来设计的),很快就可以发现,输出序列为{5B,5A,7,9},而且与等号无关,因此堆排序是不稳定的。

下面是实现代码

package com.neway.sort;

import com.neway.util.ArrayUtil;

/**
 * Created by Neway on 2015/12/20.
 */
public class HeapSort implements Sort {

    public static void main(String args[]) {
        Sort sort = new HeapSort();
        int arr[] = {89, 78, 8, 5, 13, 12, 11, 1, 0};
        sort.sort(arr);
        for(int i : arr) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }

    @Override
    public void sort(int[] arr) {

        for (int i = (arr.length - 2) / 2; i >= 0; i--) {
            createMaxHeap(arr,i,arr.length - 1);
        }

        for (int i = arr.length - 1; i >= 1; i--) {
            ArrayUtil.swap(arr,0,i);
            createMaxHeap(arr,0,i - 1);
        }
    }

    /**
    * 根据给定的数组,开始和结束位置来调正数组成为一个新的大顶堆。
    */
    public void createMaxHeap(int arr[], int start, int endIndex) {
        int i = start;
        int j = start * 2 + 1;
        int temp = arr[start];
        while (j <= endIndex) {
            if (j + 1 <= endIndex && arr[j + 1] > arr[j])
                j++;

            if (arr[j] <= temp)
                break;

            arr[i] = arr[j];
            i = j;
            j = 2 * i + 1;
        }
        arr[i] = temp;
    }
}

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