[转载]堆排序(HeapSort) Java实现

堆排序的思想是利用数据结构--。具体的实现细节:
1. 构建一个最大堆。对于给定的包含有n个元素的数组A[n],构建一个最大堆(最大堆的特性是,某个节点的值最多和其父节点的值同样大。这样,堆中的最大元 素存放在根节点中;而且,在以某一个节点为根的子树中,各节点的值都不大于该子树根节点的值)。从最底下的子树开始,调整这个堆结构,使其知足最大堆的特 性。当为了知足最大堆特性时,堆结构发生变化,此时递归调整对应的子树。
2. 堆排序算法,每次取出该最大堆的根节点(由于根节点是最大的),同时,取最末尾的叶子节点来做为根节点,今后根节点开始调整堆,使其知足最大堆的特性。
3. 重复上一步操做,直到堆的大小由n个元素降到2个。
4. gif 演示:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Heapsort-example.gif (来自wikipedia)


算法

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  1. public class HeapSort {  
  2.   
  3.     public static void sort(Comparable[] data) {  
  4.         // 构建最大堆  
  5.         buildMaxHeap(data);  
  6.         // 循环,每次把根节点和最后一个节点调换位置  
  7.         for (int i = data.length; i > 1; i--) {  
  8.             Comparable tmp = data[0];  
  9.             data[0] = data[i - 1];  
  10.             data[i - 1] = tmp;  
  11.   
  12.             // 堆的长度减小1,排除置换到最后位置的根节点  
  13.             maxHeapify(data, 1, i - 1);  
  14.         }  
  15.     }  
  16.   
  17.     // 根据输入数组构建一个最大堆  
  18.     private static void buildMaxHeap(Comparable[] data) {  
  19.         for (int i = data.length / 2; i > 0; i--) {  
  20.             maxHeapify(data, i, data.length);  
  21.         }  
  22.     }  
  23.   
  24.     //堆调整,使其生成最大堆  
  25.     private static void maxHeapify(Comparable[] data, int parentNodeIndex, int heapSize) {  
  26.         // 左子节点索引  
  27.         int leftChildNodeIndex = parentNodeIndex * 2;  
  28.         // 右子节点索引  
  29.         int rightChildNodeIndex = parentNodeIndex * 2 + 1;  
  30.         // 最大节点索引  
  31.         int largestNodeIndex = parentNodeIndex;  
  32.   
  33.         // 若是左子节点大于父节点,则将左子节点做为最大节点  
  34.         if (leftChildNodeIndex <= heapSize && data[leftChildNodeIndex - 1].compareTo(data[parentNodeIndex - 1]) > 0) {  
  35.             largestNodeIndex = leftChildNodeIndex;  
  36.         }  
  37.   
  38.         // 若是右子节点比最大节点还大,那么最大节点应该是右子节点  
  39.         if (rightChildNodeIndex <= heapSize && data[rightChildNodeIndex - 1].compareTo(data[largestNodeIndex - 1]) > 0) {  
  40.             largestNodeIndex = rightChildNodeIndex;  
  41.         }  
  42.   
  43.         // 最后,若是最大节点和父节点不一致,则交换他们的值  
  44.         if (largestNodeIndex != parentNodeIndex) {  
  45.             Comparable tmp = data[parentNodeIndex - 1];  
  46.             data[parentNodeIndex - 1] = data[largestNodeIndex - 1];  
  47.             data[largestNodeIndex - 1] = tmp;  
  48.   
  49.             // 交换完父节点和子节点的值,对换了值的子节点检查是否符合最大堆的特性  
  50.             maxHeapify(data, largestNodeIndex, heapSize);  
  51.         }  
  52.     }  
  53.   
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