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:
public class HeapSort {
public static void sort(int arr[]) {
int n = arr.length;
// 构建最大堆
for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
heapify(arr, n, i);
}
// 一个个从堆中取出元素
for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
// 将堆顶元素与当前未排序的最后一个元素交换
int temp = arr[0];
arr[0] = arr[i];
arr[i] = temp;
// 重新构建最大堆
heapify(arr, i, 0);
}
}
private static void heapify(int arr[], int n, int i) {
int largest = i;
int left = 2 * i + 1;
int right = 2 * i + 2;
// 如果左子树比根节点大,则更新最大值索引
if (left < n && arr[left] > arr[largest]) {
largest = left;
}
// 如果右子树比根节点大,则更新最大值索引
if (right < n && arr[right] > arr[largest]) {
largest = right;
}
// 如果最大值不是根节点,则交换根节点和最大值
if (largest != i) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[largest];
arr[largest] = temp;
// 递归地堆化子树
heapify(arr, n, largest);
}
}
public static void main(String args[]) {
int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
HeapSort.sort(arr);
System.out.println("排序后的数组:");
for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
}
}
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。