本篇文章為大家展示了怎么在Java中實現(xiàn)堆排序，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。
堆排序是一種樹形選擇排序方法，它的特點是：在排序的過程中，將array[0，...，n-1]看成是一顆完全二叉樹的順序存儲結構，利用完全二叉樹中雙親節(jié)點和孩子結點之間的內(nèi)在關系，在當前無序區(qū)中選擇關鍵字大（最小）的元素。
1. 若array[0，...，n-1]表示一顆完全二叉樹的順序存儲模式，則雙親節(jié)點指針和孩子結點指針之間的內(nèi)在關系如下：
任意一節(jié)點指針 i：父節(jié)點：i==0 ? null : (i-1)/2
左孩子：2*i + 1
右孩子：2*i + 2
2. 堆的定義：n個關鍵字序列array[0，...，n-1]，當且僅當滿足下列要求：(0 <= i <= (n-1)/2)
?、?array[i] <= array[2*i + 1] 且 array[i] <= array[2*i + 2]； 稱為小根堆；
?、?array[i] >= array[2*i + 1] 且 array[i] >= array[2*i + 2]； 稱為大根堆；
3. 建立大根堆：
n個節(jié)點的完全二叉樹array[0，...，n-1]，最后一個節(jié)點n-1是第(n-1-1)/2個節(jié)點的孩子。對第(n-1-1)/2個節(jié)點為根的子樹調(diào)整，使該子樹稱為堆。
對于大根堆，調(diào)整方法為：若【根節(jié)點的關鍵字】小于【左右子女中關鍵字較大者】，則交換。
之后向前依次對各節(jié)點（(n-2)/2 - 1）~ 0為根的子樹進行調(diào)整，看該節(jié)點值是否大于其左右子節(jié)點的值，若不是，將左右子節(jié)點中較大值與之交換，交換后可能會破壞下一級堆，于是繼續(xù)采用上述方法構建下一級的堆，直到以該節(jié)點為根的子樹構成堆為止。
反復利用上述調(diào)整堆的方法建堆，直到根節(jié)點。
4.堆排序：（大根堆）
①將存放在array[0，...，n-1]中的n個元素建成初始堆；
②將堆頂元素與堆底元素進行交換，則序列的大值即已放到正確的位置；
③但此時堆被破壞，將堆頂元素向下調(diào)整使其繼續(xù)保持大根堆的性質(zhì)，再重復第②③步，直到堆中僅剩下一個元素為止。
堆排序算法的性能分析：
空間復雜度:o(1)；
時間復雜度:建堆：o(n)，每次調(diào)整o(log n)，故最好、最壞、平均情況下：o(n*logn);
穩(wěn)定性：不穩(wěn)定
建立大根堆的方法：
重慶分公司
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//構建大根堆：將array看成完全二叉樹的順序存儲結構
private int[] buildMaxHeap(int[] array){
//從最后一個節(jié)點array.length-1的父節(jié)點（array.length-1-1）/2開始，直到根節(jié)點0，反復調(diào)整堆
for(int i=(array.length-2)/2;i>=0;i--){
adjustDownToUp(array, i,array.length);
}
return array;
}
//將元素array[k]自下往上逐步調(diào)整樹形結構
private void adjustDownToUp(int[] array,int k,int length){
int temp = array[k];
for(int i=2*k+1; i左孩子，則取右孩子節(jié)點的下標
}
if(temp>=array[i]){ //根節(jié)點 >=左右子女中關鍵字較大者，調(diào)整結束
break;
}else{ //根節(jié)點 <左右子女中關鍵字較大者
array[k] = array[i]; //將左右子結點中較大值array[i]調(diào)整到雙親節(jié)點上
k = i; //【關鍵】修改k值，以便繼續(xù)向下調(diào)整
}
}
array[k] = temp; //被調(diào)整的結點的值放人最終位置
} 堆排序：
//堆排序
public int[] heapSort(int[] array){
array = buildMaxHeap(array); //初始建堆，array[0]為第一趟值大的元素
for(int i=array.length-1;i>1;i--){
int temp = array[0]; //將堆頂元素和堆低元素交換，即得到當前大元素正確的排序位置
array[0] = array[i];
array[i] = temp;
adjustDownToUp(array, 0,i); //整理，將剩余的元素整理成堆
}
return array;
}刪除堆頂元素（即序列中的大值）：先將堆的最后一個元素與堆頂元素交換，由于此時堆的性質(zhì)被破壞，需對此時的根節(jié)點進行向下調(diào)整操作。
//刪除堆頂元素操作
public int[] deleteMax(int[] array){
//將堆的最后一個元素與堆頂元素交換，堆底元素值設為-99999
array[0] = array[array.length-1];
array[array.length-1] = -99999;
//對此時的根節(jié)點進行向下調(diào)整
adjustDownToUp(array, 0, array.length);
return array;
}對堆的插入操作：先將新節(jié)點放在堆的末端，再對這個新節(jié)點執(zhí)行向上調(diào)整操作。
假設數(shù)組的最后一個元素array[array.length-1]為空，新插入的結點初始時放置在此處。
//插入操作:向大根堆array中插入數(shù)據(jù)data
public int[] insertData(int[] array, int data){
array[array.length-1] = data; //將新節(jié)點放在堆的末端
int k = array.length-1; //需要調(diào)整的節(jié)點
int parent = (k-1)/2; //雙親節(jié)點
while(parent >=0 && data>array[parent]){
array[k] = array[parent]; //雙親節(jié)點下調(diào)
k = parent;
if(parent != 0){
parent = (parent-1)/2; //繼續(xù)向上比較
}else{ //根節(jié)點已調(diào)整完畢，跳出循環(huán)
break;
}
}
array[k] = data; //將插入的結點放到正確的位置
return array;
}測試：
public void toString(int[] array){
for(int i:array){
System.out.print(i+" ");
}
}
public static void main(String args[]){
HeapSort hs = new HeapSort();
int[] array = {87,45,78,32,17,65,53,9,122};
System.out.print("構建大根堆：");
hs.toString(hs.buildMaxHeap(array));
System.out.print("\n"+"刪除堆頂元素：");
hs.toString(hs.deleteMax(array));
System.out.print("\n"+"插入元素63:");
hs.toString(hs.insertData(array, 63));
System.out.print("\n"+"大根堆排序：");
hs.toString(hs.heapSort(array));
}上述內(nèi)容就是怎么在Java中實現(xiàn)堆排序，你們學到知識或技能了嗎？如果還想學到更多技能或者豐富自己的知識儲備，歡迎關注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站建設公司行業(yè)資訊頻道。
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