Java算法之堆排序代码示例
堆是一种特殊的完全二叉树,其特点是所有父节点都比子节点要小,或者所有父节点都比字节点要大。前一种称为最小堆,后一种称为最大堆。 比如下面这两个: 那么这个特性有什么作用?既然题目是堆排序,那么肯定能用来排序。想要用堆排序首先要创建一个堆,如果对4 3 6 2 7 1 5这七个数字做从小到大排序,需要用这七个数创建一个最大堆,来看代码: public class HeapSort { private int[] numbers; private int length; public HeapSort(int[] numbers) { this.numbers = numbers; this.length = numbers.length; } /** * 调整二叉树 * 如果父节点编号为x,那么左子节点的编号是2x,右子节点的编号是2x+1 * 节点编号从1开始,对应数组中的索引是编号-1 * @param nodeId 节点编号,从1开始 */ public void adjust(int nodeId) { int swapId; int flag = 0; //是否需要继续向下调整 while(nodeId * 2 <= this.length && flag == 0) { //首先判断它和左子节点的关系,并用swapId记录值较小的节点编号(最大堆是记录较大的) int index = nodeId - 1; //节点对应数组中数字的索引 int leftChild = nodeId * 2 - 1; //左子节点对应数组中数字的索引 int rightChild = nodeId * 2; //右子节点对应数组中数字的索引 if(numbers[index] < numbers[leftChild]) { swapId = nodeId * 2; } else { swapId = nodeId; } //如果有右子节点,再与右子节点比较 if(nodeId * 2 + 1 <= this.length) { if(numbers[swapId - 1] < numbers[rightChild]) swapId = nodeId * 2 + 1; } //如果最小的节点编号不是自己,说明子节点中有比父节点更小的 if(swapId != nodeId) { swap(swapId,nodeId); nodeId = swapId; } else { flag = 1; } } } /** * 交换两个节点的值 * @param nodeId1 * @param nodeId2 */ public void swap(int nodeId1,int nodeId2) { int t = numbers[nodeId1 - 1]; numbers[nodeId1 - 1] = numbers[nodeId2 - 1]; numbers[nodeId2 - 1] = t; } /** * 创建最大堆 */ public void createMaxHeap() { //从最后一个非叶节点到第一个节点依次向上调整 for(int i = this.length / 2; i >= 1; i--) { adjust(i); } } public static void main(String[] args) { int[] numbers = new int[] { 4,3,6,2,7,1,5 }; for(int x = 0; x < numbers.length; x++) { System.out.print(numbers[x] + " "); } System.out.println(); HeapSort heap = new HeapSort(numbers); heap.createMaxHeap(); } } 对本例中的数列,从this.length / 2到1,共执行了三轮循环。 第一轮: 第二轮: 第三轮: 调整完成后,当前的二叉树已经符合最大堆的特性,可以用来从小到大排序。堆排序的原理是,交换堆顶和最后一个节点的数字,即把最大的数字放到数组最后,然后对除了最大数的前n-1个数从新执行调整过程,使其符合最大堆特性。重复以上过程直到堆中只剩下一个数字。 public void sort() { while(this.length > 1) { swap(1,this.length); this.length--; adjust(1); } for(int x = 0; x < numbers.length; x++) { System.out.print(numbers[x] + " "); } } 堆排序的时间复杂度和快速排序的平均时间复杂度一样,是O(nlogn)。 总结 以上就是本文关于Java算法之堆排序代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:java实现的各种排序算法代码示例、Java遗传算法之冲出迷宫等,有什么问题可以随时留言,小编会及时回复大家的。感谢朋友们对本站的支持! (编辑:李大同) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |