图解堆排序

转自：图解堆排序

算法思想（以大顶堆为例）

1、将长度为n的待排数组进行堆有序化构成一个大顶堆

2、将根节点与尾结点交换并输出此时的尾结点

3、将剩余的n-1个结点重新进行堆有序化，此时堆顶是次大的数

4、重复2,3直至构成一个有序列

C++版本代码实现：

#include<iostream>
using namespace std;

void heapSort(int arr[], int size);
void heapAdjust(int arr[], int i, int len);
void swap(int arr[], int i, int j);

void heapSort(int arr[], int size)
{
int len = size -1;
for(int i = len/2-1; i>=0; i--)
heapAdjust(arr, i, len);
while(len >= 0)
{
swap(arr, 0, len);
len--;
heapAdjust(arr, 0, len);
}
}

void heapAdjust(int arr[], int i, int len)
{
//j 标注与arr[i]交换的结点
int right, left, j;
while((left = 2*i+1)<= len)
{
right = left +1;
j = left;
if(j < len && arr[left] < arr[right])
j++; //此时j指向了子节点中较大的一个子节点
if(arr[i]<arr[j])
swap(arr,i,j);
else
break; //该分支说明，此时已符合堆顶最大，无需再交换
i = j; //如果原来的子节点还有子节点，那么还需要继续比较
}
}

void swap(int arr[], int i, int j)
{
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}

int main()
{
int arr[9] = {20,50,20,40,70,10,80,30,60};
int size = 9;
cout<< "heap Sort:"<<endl;
heapSort(arr, size);
for(int i = 0; i < size; i++)
{
cout<<arr[i]<<" ";
}
cout<<endl;
}

java版本代码实现：
public class HeapSort {
private static void heapSort(int[] arr) {
int len = arr.length -1;
for(int i = len/2 - 1; i >=0; i --){ //堆构造
heapAdjust(arr,i,len);
}
while (len >=0){
swap(arr,0,len--); //将堆顶元素与尾节点交换后，长度减1，尾元素最大
heapAdjust(arr,0,len); //再次对堆进行调整
}
}

public static void heapAdjust(int[] arr,int i,int len){
int left,right,j ;
while((left = 2*i+1) <= len){ //判断当前父节点有无左节点（即有无孩子节点，left为左节点）
right = left + 1; //右节点
j = left; //j"指针指向左节点"
if(j < len && arr[left] < arr[right]) //右节点大于左节点
j ++; //当前把"指针"指向右节点
if(arr[i] < arr[j]) //将父节点与孩子节点交换（如果上面if为真，则arr[j]为右节点，如果为假arr[j]则为左节点）
swap(arr,i,j);
else //说明比孩子节点都大，直接跳出循环语句
break;
i = j;
}
}
public static void swap(int[] arr,int i,int len){
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[len];
arr[len] = temp;
}
public static void main(String[] args) {
int array[] = {20,50,20,40,70,10,80,30,60};
System.out.println("排序之前：");
for(int element : array){
System.out.print(element+" ");
}
heapSort(array);
System.out.println("\n排序之后：");
for(int element : array){
System.out.print(element+" ");
}
}
}