java排序演算法（三）：堆排序，java排序演算法堆排序

java排序演算法（三）：堆排序，java排序演算法堆排序

java排序演算法（三）堆排序

堆積排序（HeapSort）是指利用堆積樹這種結構所設計的排序演算法，可以利用數組的特點快速定位指定索引的元素。堆排序是不穩定的排序方法。輔助空間為O(1).最壞時間複雜度為O(nlog2n)

堆排序的堆序的平均效能較接近於最壞效能

堆排序利用大根堆（或者小根堆）堆頂記錄的關鍵字最大（或者最小）這一特徵。使得在當前無序區中選中最大（或者最小）關鍵字的記錄變的簡單

（1）最大堆的排序思想

·　　1、先將初始檔案R[1..n]建成一個大根堆，此堆為初始的無序區

　　 2、再將關鍵字最大的記錄R[1]即堆頂和無序區的最後一個記錄R[n]交換。由此得到新的無序區R[1..n-1]和有序區R[n].且滿足R[1..n-1].keys <=R[n].key

　　3、由於交換後新的根R[1]可能違反堆性質，故應將當前無序區R[1..n-1]調整為堆，然後再次將R[1..n-1]和該區的最後一個記錄R[n+1]交換。由此得到新的無序區R[1,n-2]和有序區

　　　R[1,n-2].keys<=R[n,n-1].keys,同樣將R[1..n-2]調整為堆

　　直接無序區只有一個元素為止

（2）大根堆排序的基本操作

　　1、初始化操作；將R[1.n]構造為初始堆

　　2、每一趟排序的基本操作，將當前無序區的堆頂記錄R[1]和該區間的最後一個記錄交換。然後將新的無序區調整為堆

　　注意：

　　1、只需做n-1趟排序，選出較大的n-1個關鍵字即可以使得檔案遞增有序

　　2、小根堆排序和大根堆排序類似。只不過排序結果是遞減有序的。堆排序和直接選擇排序相反。在任何時刻堆排序中無序區總是在有序區之前。且有序區是在原向量的尾部右後往前逐步擴大到整個向量為止。

代碼實現

package com.spring.test;import java.util.zip.DataFormatException;/** * 堆排序 */public class HeapSortTest {    public static void main(String[] args) {        int[] data5 = new int[] { 5, 3, 6, 2, 1, 9, 4, 8, 7 };        print(data5);        heapSort(data5);        System.out.println("排序後的數組");        print(data5);    }    public static void heapSort(int[] data){        for(int i=0;i<data.length;i++){            createMaxdHeap(data,data.length-1-i);            swap(data,0,data.length-1-i);            print(data);        }    }    /**     * 交換資料     */    public static void swap(int[] data,int i,int j){        if(i==j){            return;        }        data[i] = data[i]+data[j];        data[j] = data[i]-data[j];        data[i] = data[i]-data[j];    }    /**     * 列印輸出     */    public static void print(int[] data){        for(int i=0;i<data.length;i++){            System.out.print(data[i]+"\t");        }        System.out.println();    }    /**     * 大根堆進行判斷     */    public static void createMaxdHeap(int[] data,int lastIndex){        for(int i =(lastIndex-1)/2;i >=0;i--){            //儲存當前正在判斷的節點            int k = i;            //若當前節點的子節點存在            while(2*k+1 <= lastIndex){                //biggerIndex總是記錄較大節點的值，先賦值當前判斷節點的左子節點                int biggerIndex = 2*k +1;                if(biggerIndex < lastIndex){                    //若右子節點存在，否則此時biggerIndex應該等於lastIndex                    if(data[biggerIndex] < data[biggerIndex + 1]){                        //若右子節點值比左子節點值大，則biggerIndex記錄的是右子節點的值                        biggerIndex++;                    }                }                if(data[k] < data[biggerIndex]){                    /**                     * 若當前節點的值比子節點的最大值小，則交換兩者的值，，交換後將biggerIndex賦值給K                     *                     */                    swap(data,k,biggerIndex);                    k = biggerIndex;                }else{                    break;                }            }        }    }}

排序結果