package org.ewell.spd; public class Main { public static void main(String[] args) { int[] array = new int[] { 90, 1, 2, 3, 4, 33, 23, 7, 8, 45, 9, 10, 14, 16 }; MaxHeap maxheap = new MaxHeap(array); System.out.println("执行最大堆化前堆的结构:"); printHeapTree(maxheap.heap); maxheap.BuildMaxHeap(); System.out.println("执行最大堆化后堆的结构:"); printHeapTree(maxheap.heap); maxheap.HeapSort(); System.out.println("执行堆排序后数组的内容"); printHeap(maxheap.heap); } private static void printHeapTree(int[] array) { for (int i = 1; i < array.length; i = i * 2) { for (int k = i - 1; k < 2 * (i) - 1 && k < array.length; k++) { System.out.print(array[k] + " "); } System.out.println(); } } private static void printHeap(int[] array) { for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.print(array[i] + " "); } } }
package org.ewell.spd; public class MaxHeap { public int[] heap; public int heapsize; public MaxHeap(int[] array) { this.heap = array; this.heapsize = heap.length; } public void BuildMaxHeap() { for (int i = heapsize / 2 - 1; i >= 0; i--) { System.out.println("i:" + i); Maxify(i);// 依次向上将当前子树最大堆化 } } public void HeapSort() { for (int i = 0; i < heap.length; i++) { // 执行n次,将每个当前最大的值放到堆末尾 int tmp = heap[0]; heap[0] = heap[heapsize - 1]; heap[heapsize - 1] = tmp; heapsize--; Maxify(0); } } public void Maxify(int i) { int l = Left(i); int r = Right(i); int largest; if (l < heapsize && heap[l] > heap[i]) largest = l; else largest = i; if (r < heapsize && heap[r] > heap[largest]) largest = r; if (largest == i || largest >= heapsize)// 如果largest等于i说明i是最大元素 // largest超出heap范围说明不存在比i节点大的子女 return; int tmp = heap[i];// 交换i与largest对应的元素位置,在largest位置递归调用maxify heap[i] = heap[largest]; heap[largest] = tmp; Maxify(largest); } // public void IncreaseValue(int i, int val) { // heap[i] = val; // if (i >= heapsize || i <= 0 || heap[i] >= val) // return; // int p = Parent(i); // if (heap[p] >= val) // return; // heap[i] = heap[p]; // IncreaseValue(p, val); // } private int Parent(int i) { return (i - 1) / 2; } private int Left(int i) { return 2 * (i + 1) - 1; } private int Right(int i) { return 2 * (i + 1); } }
package org.ewell.spd; public class HeapSort { public static void main(String[] args) { int[] array = new int[] { 90, 1, 2, 3, 4, 33 }; heapSort(array); for (int i : array) { System.out.println(i); } } public static void heapSort(int[] elements) { for (int i = elements.length - 1; i > 0; i--) { buildHeap(elements, i); // 建堆 swap(elements, 0, i); // 交换根节点和最后一个节点 } } private static void buildHeap(int[] elements, int lastIndex) { int lastParentIndex = (lastIndex - 1) / 2; // 获得最后一个父节点 System.out.println("lastParentIndex " + lastParentIndex); for (int i = lastParentIndex; i >= 0; i--) { int parent = elements[i]; int leftChild = elements[i * 2 + 1]; // 左节点肯定存在 int rightChild = leftChild; if (i * 2 + 2 <= lastIndex) { rightChild = elements[i * 2 + 2]; // 右节点不一定存在 } int maxIndex = leftChild < rightChild ? i * 2 + 2 : i * 2 + 1; if (parent < elements[maxIndex]) { swap(elements, i, maxIndex); } } } private static void swap(int[] elements, int firstIndex, int secondIndex) { int temp = elements[firstIndex]; elements[firstIndex] = elements[secondIndex]; elements[secondIndex] = temp; } }
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