java实现堆排序

     最近开始学习排序的相关知识，计划以后每天都要整理一个排序的算法。

    今天整理了堆排序的排序算法，起初自己并不了解堆排序的相关过程，在阅读了博客http://www.cnblogs.com/luchen927/archive/2012/03/08/2381446.html之后，才对这方面的知识有所了解，在看了此博客的指导之后，感觉他写的代码有点问题，所以就自己重新写了一个。

其中最需要注意的就是：

根据根结点i（i为数组中的下标）来计算其左右孩子的坐标时，left = i * 2 + 1, right = i * 2 + 2， 因为根节点是从数组0位置开始的。

import java.util.Arrays;

/**
 * 堆排序的介绍：
 * 堆排序对于记录数较少的文件并不提倡，但对n较大的文件还是很有效的。
 * 其最坏情况下的时间复杂度为：O(nlogn)， 在最好情况下，时间复杂度为：O(1).
 * 堆排序是不稳定的排序。
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 *堆排序的具体过程：
 * 1 、首先从第一个非叶子节点开始，比较当前节点和其孩子节点，将最大的元素放在当前节点，交换当前节点和最大节点元素。
 * 2 、将当前元素前面所有的元素都进行1的过程，这样就生成了最大堆
 * 3 、将堆顶元素和最后一个元素交换，列表长度减1。由此无序区减1，有序区加1
 * 4 、剩余元素重新调整建堆
 * 5 、 继续3和4，直到所有元素都完成排序
 *
 *
 **/

public class HeapSort{
	
	public static void heapSort(int[] num){
		if(num == null) return;
		
		int len = num.length;
		
		buildHeap(num, len);
		
		/**每次将堆顶元素放到数组最后的位置*/
		while(len > 1){
			swap(num, len - 1, 0);
			len --;
			adjustHeap(num, len, 0);
		}
	}

	
	/**将一个无序的数组构建成一个大顶堆*/
	private static void buildHeap(int[] num, int len) {
		
		/**begin为最后一个根节点在数组中的下标*/
		int begin = len / 2 -1;
		
		/**依次遍历每一个根节点，通过调整，使每一个根节点都比它的孩子结点大*/
		for(int i = begin; i >= 0; i--){
			adjustHeap(num, len, i);
		}
	}


	/**调整根节点和孩子结点的位置，使其满足大顶堆*/
	private static void adjustHeap(int[] num, int len, int i) {
		/**获取下标为i的根节点的左孩子和右孩子在数组中的下标*/
		int leftChild = i * 2 + 1;
		int rightChild = i * 2 + 2;
		
		/**将本次调整的最大值下标暂时记为i*/
		int max = i;
		

		while(leftChild < len || rightChild < len){
			/**如果num[max]的左孩子num[leftChild]比max大,将leftChild暂存在max中*/
			if(leftChild < len && num[max] < num[leftChild]){
				max = leftChild;
			}
			
			/**如果num[max]的右孩子num[rightChild]比max大,将rightChild暂存在max中*/
			if(rightChild < len && num[max] < num[rightChild]){
				max = rightChild;
			}
			
			/**如果在前面的运算中，发生过赋值*/
			if(i != max){
				swap(num, max, i);
				
				i = max;
				leftChild = i * 2 + 1;
				rightChild = i * 2 + 2;
			}else{
				break;
			}
		}//while(leftChild < len || rightChild < len)
	}//private static void adjustHeap()


	/**将数组中num[x]和num[y]位置交换*/
	private static void swap(int[] num, int x, int y) {
		num[x] = num[x] ^ num[y];
		num[y] = num[x] ^ num[y];
		num[x] = num[x] ^ num[y];
		
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		int[] num = {0, 9, 7, 0, 0, 6, -40, 200};
		HeapSort.heapSort(num);
		System.out.println(Arrays.toString(num));
		
	}
}

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