不稳定

    大顶堆特点：arr[i] >= arr[2i+1] && arr[i] >= arr[2i+2] // i 对应第几个节点，i从0开始编号

    image.png

    对于4来说，24+1=9，24+2=10，所以它的子树是9，10

    所以for(int k = 2*i+1;k<length;k=2*k+1)就可以得到以i为根的子树了

    1.     /**
    2.      * 功能：完成将以i对应的非叶子结点的树调整为大顶堆(从左到右，从下到上)
    3.      * 举例：int arr[] = {4, 6, 8, 5, 9}; => i=1 => adjustHeap => 得到：{4, 9, 8, 5, 6}
    4.      * 如果再次调用 adjustHeap 传入的是 i=0 => 得到{9, 6, 8, 5, 4}
    5.      *
    6.      * @param arr    调整的数组
    7.      * @param i      非叶子结点在数组中的索引
    8.      * @param length 对多少个元素进行调整，length在逐渐减少
    9.      */
    10.     public static void adjustHeap(int arr[], int i, int length) {
    12.         int temp = arr[i];//先取出当前元素的值，保存在临时变量
    13.         //开始调整
    14.         //说明：
    15.         //1、k是i结点的左子结点
    16.         for (int k = i * 2 + 1; k < length; k = k * 2 + 1) {
    17.             if (k + 1 < length && arr[k] < arr[k + 1]) {
    18.                 k++;//k指向右子结点
    19.             }
    20.             if (arr[k] > temp) {//如果子结点大于父结点
    21.                 arr[i] = arr[k];//把较大的值赋值给当前结点
    22.                 i = k;//i指向k，继续循环比较
    23.             } else {
    24.                 break;
    25.             }
    26.         }
    28.         //当for循环结束后，已经将以i为父结点的树的最大值放在了最顶(局部)
    29.         arr[i] = temp;//将temp值放到调整后的位置
    30.     }
    34.     //编写一个堆排序的方法
    35.     public static void heapSort(int arr[]) {
    36.         int temp = 0;
    37.         System.out.println("堆排序！！");
    40.         //最终代码
    41.         //1.将无序序列构建为一个堆，根据升序降序需求选择大顶堆或小顶堆
    42.         for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
    43.             adjustHeap(arr, i, arr.length);
    44.         }
    46.         //2.将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素"沉"到数组末端
    47.         //3.重新调整结构，使其满足堆定义，然后继续交换堆顶元素与当前末尾元素，反复执行调整+交换，直到整个序列有序
    48.         for (int j = arr.length - 1; j > 0; j--) {
    49.             //交换
    50.             temp = arr[j];
    51.             arr[j] = arr[0];
    52.             arr[0] = temp;
    53.             adjustHeap(arr, 0, j);
    54.         }
    56.         //System.out.println("数组：" + Arrays.toString(arr));
    57.     }

    总的代码如下:

    1. package com.atguigu.Tree;
    3. import java.text.SimpleDateFormat;
    4. import java.util.Arrays;
    5. import java.util.Date;
    7. public class HeapSort {
    9.     public static void main(String[] args) {
    10.         //要求将数组进行升序排序
    11.         //int arr[] = {4, 6, 8, 5, 9};
    13.         //创建一个80000个随机数组成的数组
    14.         int[] arr = new int[80000];
    15.         for (int i = 0; i < 80000; i++) {
    16.             arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);
    17.         }
    19.         System.out.println("排序前");
    20.         Date date1 = new Date();
    21.         SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    22.         String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
    23.         System.out.println("堆排序前的时间是：" + date1Str);
    25.         heapSort(arr);
    27.         Date date2 = new Date();
    28.         String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
    29.         System.out.println("排序后的时间是：" + date2Str);
    31.         System.out.println(Arrays.toString(arr));
    32.     }
    34.     //编写一个堆排序的方法
    35.     public static void heapSort(int arr[]) {
    36.         int temp = 0;
    37.         System.out.println("堆排序！！");
    39.         ////分步完成
    40.         //adjustHeap(arr, 1, arr.length);
    41.         //System.out.println("第一次：" + Arrays.toString(arr));//4, 9, 8, 5, 6
    42.         //
    43.         //adjustHeap(arr, 0, arr.length);
    44.         //System.out.println("第二次：" + Arrays.toString(arr));//9, 6, 8, 5, 4
    46.         //最终代码
    47.         //1.将无序序列构建为一个堆，根据升序降序需求选择大顶堆或小顶堆
    48.         for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
    49.             adjustHeap(arr, i, arr.length);
    50.         }
    52.         //2.将堆顶元素与末尾元素交换，将最大元素"沉"到数组末端
    53.         //3.重新调整结构，使其满足堆定义，然后继续交换堆顶元素与当前末尾元素，反复执行调整+交换，直到整个序列有序
    54.         for (int j = arr.length - 1; j > 0; j--) {
    55.             //交换
    56.             temp = arr[j];
    57.             arr[j] = arr[0];
    58.             arr[0] = temp;
    59.             adjustHeap(arr, 0, j);
    60.         }
    62.         //System.out.println("数组：" + Arrays.toString(arr));
    63.     }
    65.     //将一个数组(二叉树)，调整为一个大顶堆
    67.     /**
    68.      * 功能：完成将以i对应的非叶子结点的树调整为大顶堆(从左到右，从下到上)
    69.      * 举例：int arr[] = {4, 6, 8, 5, 9}; => i=1 => adjustHeap => 得到：{4, 9, 8, 5, 6}
    70.      * 如果再次调用 adjustHeap 传入的是 i=0 => 得到{9, 6, 8, 5, 4}
    71.      *
    72.      * @param arr    调整的数组
    73.      * @param i      非叶子结点在数组中的索引
    74.      * @param length 对多少个元素进行调整，length在逐渐减少
    75.      */
    76.     public static void adjustHeap(int arr[], int i, int length) {
    78.         int temp = arr[i];//先取出当前元素的值，保存在临时变量
    79.         //开始调整
    80.         //说明：
    81.         //1、k是i结点的左子结点
    82.         for (int k = i * 2 + 1; k < length; k = k * 2 + 1) {
    83.             if (k + 1 < length && arr[k] < arr[k + 1]) {
    84.                 k++;//k指向右子结点
    85.             }
    86.             if (arr[k] > temp) {//如果子结点大于父结点
    87.                 arr[i] = arr[k];//把较大的值赋值给当前结点
    88.                 i = k;//i指向k，继续循环比较
    89.             } else {
    90.                 break;
    91.             }
    92.         }
    94.         //当for循环结束后，已经将以i为父结点的树的最大值放在了最顶(局部)
    95.         arr[i] = temp;//将temp值放到调整后的位置
    96.     }
    97. }