堆排序介绍:
堆排序可以分为两个阶段。在堆的构造阶段,我们将原始数组重新组织安排进一个堆中;然后在下沉排序阶段,我们从堆中按顺序取出所有元素并得到排序结果。
1.堆的构造,一个有效的方法是从右到左使用sink()下沉函数构造子堆。数组的每个位置都有一个子堆的根节点,sink()对于这些子堆也适用,如果一个节点的两个子节点都已经是堆了,那么在该节点上调用sink()方法可以把他们合并成一个堆。我们可以跳过大小为1的子堆,因为大小为1的不需要sink()也就是下沉操作,有关下沉和上浮操作可以参考我写的优先队列那篇。
2.堆的排序,我们通过第一步操作构造了一个堆,在这个堆中,根节点永远是最大值的节点,所以我们把根节点的值与数组最后的值进行交换,在使用sink()下沉来维护堆的结构即可。
具体代码实现:
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public class pqsort{
public static void main(string[] args){
int [] a = { 9 , 1 , 7 , 5 , 3 , 9 , 12 , 56 , 21 , 45 };
sort(a);
for ( int i= 0 ;i<a.length;i++) {
system.out.print(a[i]+ " " );
}
}
//排序方法
public static void sort( int [] a){
int n = a.length- 1 ;
//通过下沉操作构造堆,因为下标从0开始,所以子节点为2*k+1和2*k+2;
for ( int k = (n- 2 )/ 2 ;k>= 0 ;k--){
sink(a,k,n);
}
//通过不断把堆中最大值放到数组的后面来排序
while (n> 0 ){
exch(a, 0 ,n--);
sink(a, 0 ,n);
}
}
//下沉函数
private static void sink( int [] a, int i, int n){
while ( 2 *i+ 1 <=n){
int j = 2 *i+ 1 ;
if (j<n&&a[j]<a[j+ 1 ]) j++;
if (a[i]>a[j]) break ;
exch(a,i,j);
i=j;
}
}
//交换函数
private static void exch( int [] a, int i, int j){
int temp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = temp;
}
}
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运行结果: