http://blog.sina.com.cn/s/blog_534408920100acqv.html 堆的介绍:
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堆的介绍:堆是一种数组,但是以树的结构形式来看待它,如下标 i 节点的求解Parent和Children节点如下:
PARENT(i) return ⌊i/2⌋ LEFT(i) return 2i RIGHT(i) return 2i + 1
堆分为MAX-堆和MIN-堆,
MAX堆满足的条件为: A[PARENT(i)]≥
A[i] ,
MIN堆满足的条件为: A[PARENT(i)]≤
A[i] . - MAX和MIN堆的维持:
这里只对MAX堆,MIN对类似:数组A的LEFT(i) 和 RIGHT(i) 都是MAX堆,但可能A[ i ]可能小于它的Children节点,所以需要调整,调整伪代码如下:
MAX-HEAPIFY(A, i)
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MAX堆建立:
BUILD-MAX-HEAP(A)
1 heap-size[A] ← length[A]
2 for i ← ⌊length[A]/2⌋ downto 1
3 do MAX-HEAPIFY(A, i)
如下面建立MAX过程:
4 堆排序(HeapSort)
首先是把一个给定的数组变成MAX堆,然后把根节点和堆的最后一个交换,堆的大小减1,再调整堆,
这样下去,直到堆的大小为1:
伪代码如下:
HEAPSORT(A)
1 BUILD-MAX-HEAP(A)
2 for i ← length[A] downto 2
3 do exchange A[1] ↔ A[i]
4 heap-size[A] ← heap-size[A] - 1
5 MAX-HEAPIFY(A, 1)
堆排序时一种不稳定的排序,辅助空间为O(1),最坏的时间为O(Nlog2N),堆排序的堆序的平均性能较接近最坏性能
import java.util.Arrays;
public class HeapSort {
public static void heapSort(DataWraper[] data){
System.out.println("开始排序");
int arrayLength=data.length;
//循环建堆
for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){
//建堆
buildMaxHeap(data,arrayLength-1-i);
//交换堆顶和最后一个元素
swap(data,0,arrayLength-1-i);
System.out.println(Arrays.toString(data));
}
}private static void swap(DataWraper[] data, int i, int j) {
// TODO Auto-generated method stub
DataWraper tmp=data[i];
data[i]=data[j];
data[j]=tmp;
}
//对data数组从0到lastIndex建大顶堆
private static void buildMaxHeap(DataWraper[] data, int lastIndex) {
// TODO Auto-generated method stub
//从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始
for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
//k保存正在判断的节点
int k=i;
//如果当前k节点的子节点存在
while(k*2+1<=lastIndex){
//k节点的左子节点的索引
int biggerIndex=2*k+1;
//如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在
if(biggerIndex<lastIndex){
//若果右子节点的值较大
if(data[biggerIndex].compareTo(data[biggerIndex+1])<0){
//biggerIndex总是记录较大子节点的索引
biggerIndex++;
}
}
//如果k节点的值小于其较大的子节点的值
if(data[k].compareTo(data[biggerIndex])<0){
//交换他们
swap(data,k,biggerIndex);
//将biggerIndex赋予k,开始while循环的下一次循环,重新保证k节点的值大于其左右子节点的值
k=biggerIndex;
}else{
break;
}
}
}
}public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
DataWraper [] data={
new DataWraper(21, ""),
new DataWraper(30, ""),
new DataWraper(49, ""),
new DataWraper(30, "*"),
new DataWraper(16, ""),
new DataWraper(9, ""),
};
System.out.println("排序之前:\n"+Arrays.toString(data));
heapSort(data);
System.out.println("排序之后:\n"+Arrays.toString(data));
}}
结果
排序之前:
[21, 30, 49, 30*, 16, 9]
开始排序
[9, 30, 21, 30*, 16, 49]
[16, 30*, 21, 9, 30, 49]
[9, 16, 21, 30*, 30, 49]
[9, 16, 21, 30*, 30, 49]
[9, 16, 21, 30*, 30, 49]
排序之后:
[9, 16, 21, 30*, 30, 49]