选择排序——2堆排序实现

Posted 2020-09-21 AsenYang

/* 
* (最大)堆的向下调整算法
*
* 注：数组实现的堆中，第N个节点的左孩子的索引值是(2N+1)，右孩子的索引是(2N+2)。
*     其中，N为数组下标索引值，如数组中第1个数对应的N为0。
*
* 参数说明：
*     a -- 待排序的数组
*     start -- 被下调节点的起始位置(一般为0，表示从第1个开始)
*     end   -- 截至范围(一般为数组中最后一个元素的索引)
*/
        private void maxHeapDown(int[] a, int start, int end)
        {
            int c = start;            // 当前(current)节点的位置
            int l = 2 * c + 1;        // 左(left)孩子的位置
            int tmp = a[c];            // 当前(current)节点的大小

            for (; l <= end; c = l, l = 2 * l + 1)
            {
                // "l"是左孩子，"l+1"是右孩子
                if (l < end && a[l] < a[l + 1])
                    l++;        // 左右两孩子中选择较大者，即m_heap[l+1]
                if (tmp >= a[l])
                    break;        // 调整结束
                else
                {            // 交换值
                    a[c] = a[l];
                    a[l] = tmp;
                }
            }
        }

        /*
         * 堆排序(从小到大)
         *
         * 参数说明：
         *     a -- 待排序的数组
         *     n -- 数组的长度
         */
        public void heapSortAsc(int[] a, int n)
        {
            int i, tmp;

            // 从(n/2-1) --> 0逐次遍历。遍历之后，得到的数组实际上是一个(最大)二叉堆。
            for (i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
                maxHeapDown(a, i, n - 1);

            // 从最后一个元素开始对序列进行调整，不断的缩小调整的范围直到第一个元素
            for (i = n - 1; i > 0; i--)
            {
                // 交换a[0]和a[i]。交换后，a[i]是a[0...i]中最大的。
                tmp = a[0];
                a[0] = a[i];
                a[i] = tmp;
                // 调整a[0...i-1]，使得a[0...i-1]仍然是一个最大堆。
                // 即，保证a[i-1]是a[0...i-1]中的最大值。
                maxHeapDown(a, 0, i - 1);
            }
        }

        /* 
         * (最小)堆的向下调整算法
         *
         * 注：数组实现的堆中，第N个节点的左孩子的索引值是(2N+1)，右孩子的索引是(2N+2)。
         *     其中，N为数组下标索引值，如数组中第1个数对应的N为0。
         *
         * 参数说明：
         *     a -- 待排序的数组
         *     start -- 被下调节点的起始位置(一般为0，表示从第1个开始)
         *     end   -- 截至范围(一般为数组中最后一个元素的索引)
         */
        private void minHeapDown(int[] a, int start, int end)
        {
            int c = start;            // 当前(current)节点的位置
            int l = 2 * c + 1;        // 左(left)孩子的位置
            int tmp = a[c];            // 当前(current)节点的大小

            for (; l <= end; c = l, l = 2 * l + 1)
            {
                // "l"是左孩子，"l+1"是右孩子
                if (l < end && a[l] > a[l + 1])
                    l++;        // 左右两孩子中选择较小者
                if (tmp <= a[l])
                    break;        // 调整结束
                else
                {            // 交换值
                    a[c] = a[l];
                    a[l] = tmp;
                }
            }
        }

        /*
         * 堆排序(从大到小)
         *
         * 参数说明：
         *     a -- 待排序的数组
         *     n -- 数组的长度
         */
        public void heapSortDesc(int[] a, int n)
        {
            int i, tmp;

            // 从(n/2-1) --> 0逐次遍历每。遍历之后，得到的数组实际上是一个最小堆。
            for (i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
                minHeapDown(a, i, n - 1);

            // 从最后一个元素开始对序列进行调整，不断的缩小调整的范围直到第一个元素
            for (i = n - 1; i > 0; i--)
            {
                // 交换a[0]和a[i]。交换后，a[i]是a[0...i]中最小的。
                tmp = a[0];
                a[0] = a[i];
                a[i] = tmp;
                // 调整a[0...i-1]，使得a[0...i-1]仍然是一个最小堆。
                // 即，保证a[i-1]是a[0...i-1]中的最小值。
                minHeapDown(a, 0, i - 1);
            }
        }