Java堆排序算法详解

public class HeapSort 
{
  public static void main(String[] args) 
  {
    int[] arr = { 50, 10, 90, 30, 70, 40, 80, 60, 20 };
    System.out.println("排序之前："); 
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
      System.out.print(arr[i] + " "); 
    
    // 堆排序
    heapSort(arr); 
    System.out.println(); 
    System.out.println("排序之后："); 
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
      System.out.print(arr[i] + " ");
  }
  
  /** 
  * 堆排序 
  */
  private static void heapSort(int[] arr) 
  {
    // 将待排序的序列构建成一个大顶堆 
    for (int i = arr.length / 2; i >= 0; i--)
      heapAdjust(arr, i, arr.length);
    
    // 逐步将每个最大值的根节点与末尾元素交换，并且再调整二叉树，使其成为大顶堆 
    for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--)
    {
      swap(arr, 0, i); // 将堆顶记录和当前未经排序子序列的最后一个记录交换 
      heapAdjust(arr, 0, i); // 交换之后，需要重新检查堆是否符合大顶堆，不符合则要调整
    }
  }
  /** 
  * 构建堆的过程 
  * @param arr 需要排序的数组 
  * @param i 需要构建堆的根节点的序号 
  * @param n 数组的长度 
  */
  private static void heapAdjust(int[] arr, int i, int n) 
  {
    int child;
    int father;
    for (father = arr[i]; leftChild(i) < n; i = child)
    {
      child = leftChild(i);
      // 如果左子树小于右子树，则需要比较右子树和父节点 
      if (child != n - 1 && arr[child] < arr[child + 1])
        child++; // 序号增1，指向右子树
      // 如果父节点小于孩子结点，则需要交换 
      if (father < arr[child]) 
        arr[i] = arr[child];
      else
        break; // 大顶堆结构未被破坏，不需要调整
    }
    arr[i] = father;
  }
  
  // 获取到左孩子结点 
  private static int leftChild(int i) 
  {
    return 2 * i + 1;
  }
  
  // 交换元素位置 
  private static void swap(int[] arr, int index1, int index2) 
  {
    int tmp = arr[index1];
    arr[index1] = arr[index2];
    arr[index2] = tmp;
  }
}