[******] 堆排序

Posted 2022-10-06 haimishasha

1. 题目描述 堆排序

import java.util.Arrays;

public class HeapSort 
    public static void main(String[] args) 
        int [] array = new int[]2,3,5,6,7,8,23,1,9;
        array = heapSort(array);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) 
            System.out.print(array[i]+" ");
        
    
    // 堆排序（HeapSort）：移除位在第一个数据的根节点，并做最大堆调整的递归运算
    public static int[] heapSort(int[] sourceArray) 
        // 对 arr 进行拷贝，不改变参数内容
        int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
        int len = arr.length;
        // 建立最大堆
        buildMaxHeap(arr, len);
        // 首尾元素交换，长度减一，尾部元素最大
        for (int i = len - 1; i > 0; i--) 
            swap(arr, 0, i);
            len--;
            heapify(arr, 0, len);
        
        return arr;
    

    /**
     *  创建最大堆（Build-Max-Heap）的作用是将一个数组改造成一个最大堆，接受数组和堆大小两个参数，
     *  Build-Max-Heap 将自下而上的调用 Max-Heapify 来改造数组，建立最大堆【注意从非叶子节点开始】。
     *  因为 Max-Heapify 能够保证下标 i 的结点之后结点都满足最大堆的性质，所以自下而上的调用 Max-Heapify 能够在改造过程中保持这一性质。
     */
    private static void buildMaxHeap(int[] arr, int len) 
        // 非叶子节点开始
        for (int i = (int) Math.floor(len / 2); i >= 0; i--) 
            heapify(arr, i, len);
        
    
     
    // 最大堆调整（Max Heapify）：将堆的末端子节点作调整，使得子节点永远小于父节点
    private static void heapify(int[] arr, int i, int len) 
        int left = 2 * i + 1;
        int right = 2 * i + 2;
        int largest = i;

        if (left < len && arr[left] > arr[largest]) 
            largest = left;
        
        if (right < len && arr[right] > arr[largest]) 
            largest = right;
        
        if (largest != i) //保证下标 i 的结点之后结点都满足最大堆的性质
            swap(arr, i, largest);
            heapify(arr, largest, len);
        
    

    private static void swap(int[] arr, int i, int j) 
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;