堆排序最大堆最小堆

￡神魔★判官ぃ 2021-10-15 02:49 364阅读 0赞

package com.tree;
    import java.text.SimpleDateFormat;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.Date;
    
    /**
     * @Auther: 大哥的叔
     * @Date: 2019/8/15 14:55
     * @Description:
     */
    
    
    public class HeapSort {
    
        public static void main(String[] args) {
            //要求将数组进行升序排序
            //int arr[] = {4, 6, 8, 5, 9};
            // 创建要给80000个的随机的数组
            int[] arr = new int[8000000];
            for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
                arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
            }
    
            System.out.println("排序前");
            Date data1 = new Date();
            SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
            System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
    
            heapSort(arr);
    
            Date data2 = new Date();
            String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
            System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
            //System.out.println("排序后=" + Arrays.toString(arr));
        }
    
        //编写一个堆排序的方法
        public static void heapSort(int arr[]) {
            int temp = 0;
            System.out.println("堆排序!!");
    
    //		//分步完成
    //		adjustHeap(arr, 1, arr.length);
    //		System.out.println("第一次" + Arrays.toString(arr)); // 4, 9, 8, 5, 6
    //
    //		adjustHeap(arr, 0, arr.length);
    //		System.out.println("第2次" + Arrays.toString(arr)); // 9,6,8,5,4
    
            //完成我们最终代码
            //将无序序列构建成一个堆，根据升序降序需求选择大顶堆或小顶堆
            for(int i = arr.length / 2 -1; i >=0; i--) {
                adjustHeap(arr, i, arr.length);
            }
    
    		/*
    		 * 2).将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素"沉"到数组末端;
    　　			3).重新调整结构，使其满足堆定义，然后继续交换堆顶元素与当前末尾元素，反复执行调整+交换步骤，直到整个序列有序。
    		 */
            for(int j = arr.length-1;j >0; j--) {
                //交换
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[0];
                arr[0] = temp;
                adjustHeap(arr, 0, j);
            }
    
            //System.out.println("数组=" + Arrays.toString(arr));
    
        }
    
        //将一个数组(二叉树), 调整成一个大顶堆
        /**
         * 功能： 完成 将 以 i 对应的非叶子结点的树调整成大顶堆
         * 举例  int arr[] = {4, 6, 8, 5, 9}; => i = 1 => adjustHeap => 得到 {4, 9, 8, 5, 6}
         * 如果我们再次调用  adjustHeap 传入的是 i = 0 => 得到 {4, 9, 8, 5, 6} => {9,6,8,5, 4}
         * @param arr 待调整的数组
         * @param i 表示非叶子结点在数组中索引
         * @param lenght 表示对多少个元素继续调整， length 是在逐渐的减少
         */
        public  static void adjustHeap(int arr[], int i, int lenght) {
    
            int temp = arr[i];//先取出当前元素的值，保存在临时变量
            //开始调整
            //说明
            //1. k = i * 2 + 1 k 是 i结点的左子结点
            for(int k = i * 2 + 1; k < lenght; k = k * 2 + 1) {
                if(k+1 < lenght && arr[k] < arr[k+1]) { //说明左子结点的值小于右子结点的值
                    k++; // k 指向右子结点
                }
                if(arr[k] > temp) { //如果子结点大于父结点
                    arr[i] = arr[k]; //把较大的值赋给当前结点
                    i = k; //!!! i 指向 k,继续循环比较
                } else {
                    break;//!
                }
            }
            //当for 循环结束后，我们已经将以i 为父结点的树的最大值，放在了 最顶(局部)
            arr[i] = temp;//将temp值放到调整后的位置
        }
    
    }