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堆排序算法是一种高效的排序算法,它基于二叉堆数据结构实现。以下是使用Java编写堆排序算法的步骤:

将无序数组构建成二叉堆结构,使用最大堆(Max Heap)或最小堆(Min Heap)。

交换堆顶元素和最后一个元素,然后将新的堆顶元素下沉(Max Heap)或上浮(Min Heap),以维持堆结构。

重复步骤2,直到堆中所有元素都排好序。

以下是一个Java实现的示例代码:

  1. public class HeapSort {
  2. public static void sort(int arr[]) {
  3. int n = arr.length;
  4. // 构建最大堆
  5. for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
  6. heapify(arr, n, i);
  7. }
  8. // 一个个从堆中取出元素
  9. for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
  10. // 将堆顶元素与当前未排序的最后一个元素交换
  11. int temp = arr[0];
  12. arr[0] = arr[i];
  13. arr[i] = temp;
  14. // 重新构建最大堆
  15. heapify(arr, i, 0);
  16. }
  17. }
  18. private static void heapify(int arr[], int n, int i) {
  19. int largest = i;
  20. int left = 2 * i + 1;
  21. int right = 2 * i + 2;
  22. // 如果左子树比根节点大,则更新最大值索引
  23. if (left < n && arr[left] > arr[largest]) {
  24. largest = left;
  25. }
  26. // 如果右子树比根节点大,则更新最大值索引
  27. if (right < n && arr[right] > arr[largest]) {
  28. largest = right;
  29. }
  30. // 如果最大值不是根节点,则交换根节点和最大值
  31. if (largest != i) {
  32. int temp = arr[i];
  33. arr[i] = arr[largest];
  34. arr[largest] = temp;
  35. // 递归地堆化子树
  36. heapify(arr, n, largest);
  37. }
  38. }
  39. public static void main(String args[]) {
  40. int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
  41. HeapSort.sort(arr);
  42. System.out.println("排序后的数组:");
  43. for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
  44. System.out.print(arr[i] + " ");
  45. }
  46. }
  47. }

以上代码中,sort()方法使用最大堆实现堆排序,heapify()方法用于堆化子树,main()方法用于测试排序结果。


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