选择排序之堆排序（Java）

归子莫

发布于：2020年8月7日

选择排序之堆排序（Java）

博客说明

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说明

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。
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

大顶堆特点：arr[i] >= arr[2i+1] && arr[i] >= arr[2i+2]

i 对应第几个节点，i从0开始编号

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。
每个结点的值都小于或等于其左右孩子结点的值，称为小顶堆

小顶堆特点：arr[i] <= arr[2i+1] && arr[i] <= arr[2i+2]

i 对应第几个节点，i从0开始编号

一般升序采用大顶堆，降序采用小顶堆

思路

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。

代码

package cn.guizimo.tree;

import java.util.Arrays;

/**
 * @author guizimo
 * @date 2020/8/7 11:43 上午
 */
public class HeapSort {
    public static void main(String[] args) {
        int max = 8000000;
        int[] arr = new int[max];
        for (int i = 0; i < max; i++) {
            arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000);
        }
        long date1 = System.currentTimeMillis();
        heapSort(arr);
        long date2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("堆排序"+max+"数组的时间为："+(date2-date1));
    }

    public static void heapSort(int arr[]) {
        int temp = 0;
        for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            adjustHeap(arr,i,arr.length);
        }
        //交换
        for (int j = arr.length-1;j>0;j--){
            temp = arr[j];
            arr[j] = arr[0];
            arr[0] = temp;
            adjustHeap(arr,0,j);
        }
        //System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    //将数组变为大顶推
    public static void adjustHeap(int arr[], int i, int length) {
        int temp = arr[i];
        for (int k = i * 2 + 1; k < length; k = k * 2 + 1) {
            if (k + 1 < length && arr[k] < arr[k + 1]) {
                k++;
            }
            if (arr[k] > temp) {
                arr[i] = arr[k];
                i = k;
            } else {
                break;
            }
        }
        arr[i] = temp;
    }
}