堆排序算法之Java实现

堆排序的基本思想是：利用数组的特点快速定位指定索引的元素，并将其构造成一个大顶堆，它可以被看作是一个完全二叉树。大顶堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值。

Java代码实现此算法如下：

package hanxl.insist.seven;

import java.util.Arrays;

/** * 堆排序 * @author 韩兴隆 */
public class HeapSort {
    private static int[] sort = { 23, 45, 12, 56, 32, 78, 1, 3, 90, 678, 2, 4, 8, 92, 67, 49 };

    public static void main(String[] args) {
        buildMaxHeapify(sort);
        heapSort(sort);

        System.out.println(Arrays.toString(sort));
    }

    /** * 由于是大顶堆，数组的第一个元素是整个数组中的最大值 * 让其与数组中最后一个元素交换，并调用maxHeapify方法使大顶堆恢复平衡 * @param data */
    private static void heapSort(int[] data) {
        int size = data.length;
        for (int i = size - 1; i >= 1; i--) {
            swap(data, 0, i);
            maxHeapify(data, --size, 0);
        }
    }

    /** * 用给定的数组由下至上创建大顶堆 */
    private static void buildMaxHeapify(int[] data) {
        // 由完全二叉树的性质可得：在数组中，叶节点的下标从{n/2(向下取整)}开始
        for (int i = data.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            maxHeapify(data, data.length, i);
        }
    }

    private static void maxHeapify(int[] data, int heapSize, int index) {
        //获取当前节点的左右孩子
        int left = getChildLeftIndex(index);
        int right = getChildRightIndex(index);


        int largest = index;
        if (left < heapSize && data[index] < data[left])
            largest = left;
        if (right < heapSize && data[largest] < data[right])
            largest = right;

        if (largest != index) {
            swap(data, index, largest);
            maxHeapify(data, heapSize, largest);
        }
    }

    private static void swap(int[] data, int a, int b) {
        int temp = data[a];
        data[a] = data[b];
        data[b] = temp;
    }


    private static int getChildLeftIndex(int current) {
        //左移一位相当于将原数扩大二倍
        return (current << 1) + 1;
    }

    private static int getChildRightIndex(int current) {
        //左移一位相当于将原数扩大二倍
        return (current << 1) + 2;
    }
}