排序算法-堆排序

參考:

  1. Java排序算法(五):堆排序
  2. 【算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】圖說(shuō)堆排序
  3. 【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序算法:希爾、歸并水慨、快速蔚叨、堆排序

0. 完全二叉樹(shù)性質(zhì)

  1. 在完全二叉樹(shù)中,所有大于n/2的節(jié)點(diǎn)都是葉子節(jié)點(diǎn)粥诫;
  2. 如果2i+1<n,則左孩子節(jié)點(diǎn)序號(hào)為2i+1油航;否則i無(wú)左孩子;
    如果2i+2<n,則右孩子節(jié)點(diǎn)序號(hào)為2i+2怀浆;否則i無(wú)有孩子谊囚;

1. 算法說(shuō)明

堆排序是對(duì)簡(jiǎn)單排序的一種改進(jìn);

  • 簡(jiǎn)單排序的缺點(diǎn):
    簡(jiǎn)單排序要從n條記錄中找出一個(gè)最小的記錄执赡,需要比較n-1次镰踏。
    但是這樣的操作并沒(méi)有把每一趟的比較結(jié)果都保存下來(lái),在后一趟比較過(guò)程中沙合,有許多比較在前一趟中已經(jīng)做過(guò)了奠伪,但由于前一趟并未保存這些比較結(jié)果,所以后一趟排序又重復(fù)執(zhí)行了這些比較操作,因而比較次數(shù)較多绊率。

  • 堆排序是一顆完全二叉樹(shù)谨敛。

    • 大頂堆:每個(gè)節(jié)點(diǎn)都>=其左右孩子節(jié)點(diǎn)的值;
    • 小頂堆:每個(gè)節(jié)點(diǎn)都<=其左右孩子節(jié)點(diǎn)的值滤否;
大頂堆和小頂堆

2. 算法思想

  • 步驟:
    將待排序的序列構(gòu)造成一個(gè)大頂堆脸狸。此時(shí),整個(gè)序列的最大值藐俺,就是堆頂?shù)母?jié)點(diǎn)炊甲。將它移走(和堆數(shù)組的最后元素交換,此時(shí)末尾的元素就是最大值 )欲芹,將剩余的n-1個(gè)元素重新構(gòu)建成一個(gè)堆卿啡,就會(huì)得到n個(gè)元素中的次大值。如此反復(fù)耀石,就能得到一個(gè)有序序列牵囤。

  • 問(wèn)題:

    1. 如何將一個(gè)無(wú)序序列構(gòu)建成一個(gè)堆爸黄?
    2. 如何在輸出堆頂元素之后滞伟,調(diào)整剩余的元素成為一個(gè)新堆?

3. java代碼實(shí)現(xiàn)

堆排序
建堆/調(diào)整堆過(guò)程
測(cè)試方法
結(jié)果

4.時(shí)間復(fù)雜度

  • O(nlogn)
  • 堆排序是不穩(wěn)定排序炕贵;
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