八大排序算法之一——堆排序

Java代码

import java.util.Scanner;

/**
 * 堆排序：
 *   一开始需自底向上堆化，后面每次与顶上元素交换之后，只需要自顶向下堆化即可。
 *
 * @author 14715
 *
 * 从大到小排序
 */
public class HeapSort {

    public static void heapSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        // 从最后一个父节点开始遍历
        for (int parent = n / 2; parent >=1; parent--) {
            // 传入父节点和需要调整的节点总个数（也就是让程序每次都把该父节点的所有子孙节点都遍历完）
            // 传入n，是为了防止遍历孩子节点的时候超出范围
            heapAdjust(arr, parent, n);
        }

        // 开始真正的排序，即将每次排好的堆的根节点跟后面的元素进行交换（除了已经排好序的位置）
        for (int i = n; i > 1; i--) {
            swap(arr, 0, i - 1);
            // 继续调整堆
            heapAdjust(arr, 1, i - 1);
        }
    }

    /**
     * 交换两个数的值
     * @param arr
     * @param a
     * @param b
     */
    public static void swap(int[] arr, int a, int b) {
        int temp = arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = temp;
    }

    /**
     * 堆调整
     * @param arr
     * @param parentPos 父节点位置
     * @param needN 需要调整的节点总个数
     */
    public static void heapAdjust(int[] arr, int parentPos, int needN) {
        // 将当前的父节点的值先用临时变量保存起来
        int temp = arr[parentPos - 1];

        // 判断该父节点下的所有左孩子
        for (int i = parentPos * 2; i <= needN; i*=2) {
            // 直接判断是否有右孩子，因为如果是父节点的话，就必定有一个左孩子
            if (i + 1 <= needN && arr[i] < arr[i - 1]) {
                i++;
            }

            // 孩子节点跟父节点比较
            if (arr[i - 1] >= temp) {
                break;
            }

            // 程序运行到这，表明孩子节点中一定有一个孩子是比父节点的值小的（不过不是的是左还是右）
            arr[parentPos - 1] = arr[i - 1];
            // 将较小的孩子作为父节点
            parentPos = i;
        }

        // 将一开始的父节点放到应该放的地方
        arr[parentPos - 1] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        int n = input.nextInt();
        int[] arr = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            arr[i] = input.nextInt();
        }
        heapSort(arr);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }
    }
}