堆排序算法的实现-java

堆排序的算法思想是：将待排序序列构造成一个大顶堆，此时，整个序列的最大值就是堆顶的根节点。将其与末尾元素进行交换，此时末尾就为最大值。然后将剩余n-1个元素重新构造成一个堆，这样会得到n个元素的次小值。如此反复执行，便能得到一个有序序列了

a.将无需序列构建成一个堆，根据升序降序需求选择大顶堆或小顶堆;

b.将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素"沉"到数组末端;

c.重新调整结构，使其满足堆定义，然后继续交换堆顶元素与当前末尾元素，反复执行调整+交换步骤，直到整个序列有序。

 

 代码实现：

public class Heap {

    // This class should not be instantiated.
    private Heap() { }


    public static void sort(Comparable[] pq) {
        int n = pq.length;

        // heapify phase
　　　　　//从第一个非叶子节点开始对堆排序，执行完，这样堆就是有序的了

        for (int k = n/2; k >= 1; k--)
            sink(pq, k, n);

        // sortdown phase
        int k = n;
        while (k > 1) {
            exch(pq, 1, k--);
            sink(pq, 1, k);
        }
    }

   /***************************************************************************
    * Helper functions to restore the heap invariant.
    ***************************************************************************/

    private static void sink(Comparable[] pq, int k, int n) {
        while (2*k <= n) {
            int j = 2*k;
            if (j < n && less(pq, j, j+1)) j++;
            if (!less(pq, k, j)) break;
            exch(pq, k, j);
            k = j;
        }
    }

   /***************************************************************************
    * Helper functions for comparisons and swaps.
    * Indices are "off-by-one" to support 1-based indexing.
    ***************************************************************************/
    private static boolean less(Comparable[] pq, int i, int j) {
        return pq[i-1].compareTo(pq[j-1]) < 0;
    }

    private static void exch(Object[] pq, int i, int j) {
        Object swap = pq[i-1];
        pq[i-1] = pq[j-1];
        pq[j-1] = swap;
    }

    // print array to standard output
    private static void show(Comparable[] a) {
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            StdOut.println(a[i]);
        }
    }

    /**
     * Reads in a sequence of strings from standard input; heapsorts them; 
     * and prints them to standard output in ascending order. 
     *
     * @param args the command-line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {
        String[] a = StdIn.readAllStrings();
        Heap.sort(a);
        show(a);
    }
}