堆排序基本介紹


堆排序基本思想

堆排序詳細圖解








堆排序基本思路的總結:
1)將無序序列構建成一個堆,根據升序降序需求選擇大頂堆或小頂堆;
2)將堆頂元素與末尾元素交換,將最大元素"沉"到陣列末端;
3)重新調整結構,使其滿足堆定義,然后繼續交換堆頂元素與當前末尾元素,反復執行調整 + 交換步驟,直到整個序列有序,
代碼實作
public class HeapSort {
public static void main(String[] args) {
// 要求將陣列進行升序排序
int arr[] = { 4, 6, 8, 5, 9};
heapSort(arr);
}
// 撰寫一個堆排序的方法
public static void heapSort(int arr[]) {
int temp = 0;
System.out.println("堆排序!!");
// 1.將無序序列構建成一個堆,根據升序降序需求選擇大頂堆或小頂堆
for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
adjustHeap(arr, i, arr.length);
}
// 2.將堆頂元素與末尾元素交換,將最大元素"沉"到陣列末端;
// 3.重新調整架構,使其滿足堆定義,然后繼續交換堆頂元素與當前末尾元素,反復執行調整+交換步驟,
for (int j = arr.length - 1; j > 0; j--) {
// 交換
temp = arr[j];
arr[j] = arr[0];
arr[0] = temp;
adjustHeap(arr, 0, j);
}
System.out.println("陣列=" + Arrays.toString(arr));
}
// 將一個陣列(二叉樹),調整成一個大頂堆
/**
* 功能:完成將以i對應的非葉子節點的樹調整成大頂堆 舉例:int arr[] = {4,6,8,5,9} => i = 1 => adjustHeap =>
* 得到{4,9,8,5,6} 如果再次呼叫 addjustHeap 傳入的是 i = 0 => 得到{4,9,8,5,6} => {9,6,8,5,4}
*
* @param arr 待調整的陣列
* @param i 表示非葉子節點再陣列中索引
* @param length 表示對多少個元素繼續調整,length 是在逐漸的減少
*/
public static void adjustHeap(int arr[], int i, int length) {
int temp = arr[i];// 先取出當前元素的值,保存在臨時變數
// 開始調整
// 說明
// 1.k = i * 2 + 1 k是i節點的左子節點
for (int k = i * 2 + 1; k < length; k = k * 2 + 1) {
if (k + 1 < length && arr[k] < arr[k + 1]) {// 說明左子節點的值小于右子節點的值
k++;// k 指向右子節點
}
if (arr[k] > temp) {// 如果子節點大于右節點
arr[i] = arr[k];// 把較大的值賦給當前節點
i = k;// !!! i指向k,繼續回圈比較
} else {
break;
}
}
// 當for回圈結束后,就已經將以i為父節點的樹的最大值,放在了最頂
arr[i] = temp;// 將temp值放到調整后的位置
}
}
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