Java数据结构与算法：排序算法之堆排序

大家好，我是免费搭建查券返利机器人赚佣金就用微赚淘客系统3.0的小编，欢迎来到本专栏。在这寒冷的冬天，让我们一起点燃知识的火花，今天我们要探讨的主题是Java中一种高效的排序算法——堆排序。不仅仅是算法，更是排序的魔法！

堆排序简介

堆排序是一种基于二叉堆数据结构的选择排序算法。堆是一个可以被看做近似完全二叉树的数组，它满足堆的性质：父节点的值总是大于或等于子节点的值。在堆排序中，我们通过建立一个最大堆（父节点值最大）或最小堆（父节点值最小）来实现升序或降序排序。

堆排序的基本步骤

构建堆： 将待排序的数组构建成一个二叉堆。
堆调整： 将堆顶元素（最大值或最小值）与堆的最后一个元素交换，然后对剩余的元素进行堆调整，使得剩余元素重新构成一个堆。
重复操作： 重复步骤2，直到堆的大小为1，排序完成。

堆排序Java实现

下面是一个简单的Java代码示例，演示了如何使用堆排序对一个整型数组进行升序排序：

import java.util.Arrays;public class HeapSort {public static void main(String[] args) {int[] array = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};// 打印排序前的数组System.out.println("排序前的数组：" + Arrays.toString(array));// 执行堆排序heapSort(array);// 打印排序后的数组System.out.println("排序后的数组：" + Arrays.toString(array));}// 堆排序算法实现static void heapSort(int[] arr) {int n = arr.length;// 构建最大堆for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)heapify(arr, n, i);// 逐步提取堆顶元素，进行堆调整for (int i = n - 1; i > 0; i--) {// 交换堆顶元素和当前堆的最后一个元素int temp = arr[0];arr[0] = arr[i];arr[i] = temp;// 对剩余元素进行堆调整heapify(arr, i, 0);}}// 堆调整算法static void heapify(int[] arr, int n, int i) {int largest = i;  // 初始化最大元素为父节点int left = 2 * i + 1;  // 左子节点int right = 2 * i + 2;  // 右子节点// 比较左子节点和父节点if (left < n && arr[left] > arr[largest])largest = left;// 比较右子节点和父节点if (right < n && arr[right] > arr[largest])largest = right;// 如果最大元素不是父节点，则交换它们的位置，并递归调整堆if (largest != i) {int swap = arr[i];arr[i] = arr[largest];arr[largest] = swap;heapify(arr, n, largest);}}
}