java实现堆排序

排序算法之堆排序

现在是2020年3月3日上午9点，看了好久好久的堆排序还是无法理解其运算到底是如何排序的，很不甘，但是就是听不懂，好吧，我会回来的，先照着代码先打一遍，理解了一半

堆排序百度百科（废话）
堆排序（英语：Heapsort）是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆是一个近似完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子结点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。

堆排序基本介绍

1. 堆排序是利用堆这种数据结构而设计的一种排序算法，堆排序是一种选择排序，它的最坏，最好，平均时间复
   杂度均为 O(nlogn)，它也是不稳定排序。
2. 堆是具有以下性质的完全二叉树：每个结点的值都大于或等于其左右孩子结点的值，称为大顶堆, 注意 : 没有
   要求结点的左孩子的值和右孩子的值的大小关系。
   堆排序基本思想
   堆排序的基本思想是：
3. 将待排序序列构造成一个大顶堆
4. 此时，整个序列的最大值就是堆顶的根节点。
5. 将其与末尾元素进行交换，此时末尾就为最大值。
6. 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。

再简单总结下堆排序的基本思路：

1).将无序序列构建成一个堆，根据升序降序需求选择大顶堆或小顶堆;
2).将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素"沉"到数组末端;
3).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。

下面就是进入代码环节了

package cn.ycl.dataStructures.BinaryTree;
import java.util.Arrays;
public class heapSortDemo {
	public static void main(String[] args) {
//要求将数组进行升序排序
		int arr[] = { 4, 6, 8, 5, 9 };
		heapSort(arr);
	}
//编写一个堆排序的方法
	public static void heapSort(int arr[]) {
		int temp = 0;
		System.out.println("堆排序");
		// 将无序序列构建成一个堆，根据升序降序需求选择大顶堆或小顶堆=========================>无法理解
		for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
			adjustHeap(arr, i, arr.length);
		}
		// 将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素沉到数组末端；
		// 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
		for (int j = arr.length-1; j > 0; j--) {//=========================>无法理解
			// 交换
			temp = arr[j];
			arr[j] = arr[0];
			arr[0] = temp;
			adjustHeap(arr, 0, j);//=========================>无法理解
		}
		System.out.println("数组=" + Arrays.toString(arr));
	}
//将一个数组调整为一个大顶堆
	/*
	 * 功能：完成将以 i 对应的非叶子结点的数调整成大顶堆 arr 表示待调整的数组 i 表示非业叶子结点在数组中索引 length
	 * 表示对多少个元素继续调整，length是在逐渐地减少
	 **/
	public static void adjustHeap(int arr[], int i, int length) {
		int temp = arr[i]; // 先取出当前变量的值，保存在临时变量
//i*2+1表示当前结点的左子结点的下标
		for (int k = i * 2 + 1; k < length; k = k * 2 + 1) {
			if (k + 1 < length && arr[k] < arr[k + 1]) {// 如果左子结点小于右子结点的值
				k++;// k就指向右子结点
			}
			if (arr[k] > temp) {// 如果子结点大于父结点
				arr[i] = arr[k];
				i = k;// 让i指向k，继续循环比较
			} else {
				break;
			}
		}
//for循环结束以后，我们已经将以i,为父结点的数的最大值放在了最顶上（局部）
		arr[i] = temp;// 将temp值放到调整后的位置（？？？？？？纳尼？？？？），注意此时i已经变了
	}