堆排序

排序算法中的第7个

堆排序

堆排序是指利用“堆”这个数据结构进行排序 而堆是一个近似完全二叉树的结构

排序思路

1. 构建一个堆（大顶堆或小顶堆）
2. 把堆首（最大值）和堆尾元素互换
3. 把堆的尺寸缩小1，并重新构建新的堆，目的是把新的数组顶端数据调整到相应的位置
4. 重复2,3步骤 直到堆的尺寸为1 排序结束

演示动画 引用B站up主@季末梧霜

实现代码

    //堆排序
    public int[] heapSort(int[] sourceArray) {
        // 对 arr 进行拷贝，不改变参数内容
        int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
        //获取数组长度
        int len = arr.length;
        //建立大顶堆
        buildMaxHeap(arr, len);
        for (int i = len - 1; i > 0; i--) {
            swap(arr, 0, i);
            len--;
            heapify(arr, 0, len);
        }
        return arr;
    }

    //建立大顶堆
    private void buildMaxHeap(int[] arr, int len) {
        //math.floor 返回小于参数的最大整数 即向下取整
        for (int i = (int) Math.floor(len / 2); i >= 0; i--) {
            heapify(arr, i, len);
        }
    }

    //开始堆化
    private void heapify(int[] arr, int i, int len) {
        int left = 2 * i + 1;
        int right = 2 * i + 2;
        int largest = i; //最大值标记

        if (left < len && arr[left] > arr[largest]) {
            largest = left;
        }

        if (right < len && arr[right] > arr[largest]) {
            largest = right;
        }

        if (largest != i) {
            swap(arr, i, largest);
            heapify(arr, largest, len);
        }
    }

    //交换两个元素
    private void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }