Java--堆排序

1.堆排序

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）堆是具有一下性质的完全二叉树：每个结点的值都大于或等于其左右子节点的值，称为大顶锥，没有要求左子节点和右子节点的值的大小关系。
3）每个结点的值都小于或等于其左右子节点的值
4）一般升序采用大顶堆，降序采用小顶堆

2.基本思想
1）将待排序序列构造成一个大顶堆
2）此时，整个序列的最大值就是堆顶的根结点
3）将其与末尾元素进行交换，此时末尾就是最大值
4）然后将剩余n-1个元素重新构造成一个堆，这样会得到n个元素的次次小值。如此反复执行，便能得到一个有序序列了
3.图解
{4，6，8，5，9}，要求使用堆排序法，将数组升序排序。
步骤一、构造初始堆，将给定无序序列构造成一个大顶堆。



步骤二、将堆顶元素与末尾元素进行交换，使末尾元素最大。然后继续调整堆，再将堆顶元素与末尾元素交换，得到第二大元素，如此反复进行交换、重建、交换。

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

public class HeapSort {
    public static void main(String[] args) {
        //要求将数组进行升序排列

       // int arr[] ={4,6,8,5,9};
        int[] arr = new int[800000];
        for (int i = 0; i < 800000; i++) {
            arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000);
        }

        System.out.println("排序前");
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前的时间是："+date1Str);

        heapSort(arr);

        Date data2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序后的时间是："+date2Str);
        //System.out.println("排序后="+Arrays.toString(arr));
    }
    //编写一个堆排序的结果
    public static void heapSort(int arr[]){
        int temp=0;
        System.out.println("堆排序！");

       /* //分布完成
        adjustHeap(arr,1,arr.length);
        System.out.println("第一次"+ Arrays.toString(arr));

        adjustHeap(arr,0,arr.length);
        System.out.println("第2次"+ Arrays.toString(arr));
*/
        //完成代码
        //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
        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--) {
            //交换
            temp =arr[j];
            arr[j]=arr[0];
            arr[0]=temp;
            adjustHeap(arr,0,j);
        }
        //System.out.println("数组="+Arrays.toString(arr));
    }

    //将一个数组（二叉树），调整成一个大顶堆

    /**
     * 功能：完成将以i对应的非叶子结点的树调整成一个大顶堆
     * 例如int arr[] ={4,6,8,5,9};--》i=1-->{4,9,8,5,6}
     * 如果再调用adjustHeap传入的是i=0-->{4,9,8,5,6}-->{9.6.8,5.4}
     * @param arr 待调整的数组
     * @param i   表示非叶子结点在数组中索引
     * @param length 表示对多少个元素继续调整，length是在逐渐的减少
     */
    public static void  adjustHeap(int arr[],int i, int length){
        int temp =arr[i];//先取出当前元素的值，保存在临时变量
        //开始调整
        for (int k= i*2+1;k<length;k=k*2+1){
            if (k+1<length && arr[k]<arr[k+1]){//说明左子节点的值小于右子节点的值
                k++;//k指向右子节点
            }
            if (arr[k]>temp){//如果子节点大于父结点
                arr[i]=arr[k];//把较大的值赋给当前结点
                i=k;//!!!i指向k
            }else{
                break;
            }
        }
        //当for循环结束后，我们已经将以i为父结点的树的最大值，放在了最顶上
        arr[i] = temp;//将temp值放到调整后的位置
    }
}

来源：CSDN

作者：诗诗文要努力呀

链接：https://blog.csdn.net/Shaunan/article/details/103233549