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堆排序问题

堆排序问题

作者: 古水木 | 来源:发表于2020-07-23 21:45 被阅读0次

    堆排序问题

    最近回顾算法,看了一下堆排序的原理,有点小疑问,求大神解答。

    具体问题如下:
    以升序为例,我们需要构建一个大顶堆,在构建过程中,我们需要对每一个非叶子节点进行及其左右子节点进行比较,找到其最大值,并进行相应的交换。而在每次交换完成后,又需要对交换了的子节点再进行一次交换。
    有一个无序数组[4,6,8,5,9],构建的顺序二叉树如图。


    我们需要将6和9交换,得到结果如图:
    image.png
    然后将4和9交换得到结果如图:
    image.png
    问题来了,此时我们其实已经得到了堆顶元素最大值9,其实可以直接将它与6进行交换,然后再对剩余部分进行上述操作,那么我们为什么还要去将4和6进行交换,得到一个标准的大顶堆,然后再将4和9交换呢?

    更新:搞清楚了来龙去脉,一下是用java的堆排序代码

    package Sort;
    
    import java.util.Arrays;
    
    public class HeapSort {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {4, 6, 8, 5, 9};
            heapSort(arr);
        }
    
        public static void heapSort(int[] arr) {
            int temp = 0;
            //1.第一次遍历完成之后就得到一个大顶堆
            for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {//从倒数第一个非叶子节点开始遍历
                adjustHeap(arr, i, arr.length);
            }
            //2.得到大顶堆后,将堆顶元素与末尾元素交换
            for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[0];
                arr[0] = temp;
                //3.继续从堆顶元素开始向下交换
                adjustHeap(arr, 0, i);
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
        /**
         * @param arr 原数组
         * @param i   需要调整的非叶子节点数组索引
         * @param len 未完成排序的数组数组长度,len在逐渐减少
         */
        public static void adjustHeap(int[] arr, int i, int len) {
            int temp = arr[i];
            for (int k = 2 * i + 1; k < len; k = k * 2 + 1) {//k为左子节点
                if (k + 1 < len && arr[k] < arr[k + 1]) {//左子节点小于右子节点
                    k++;//将指针移到右子节点
                }
                if (arr[k] > temp) {//如果子节点值大于父节点,则应该交换
                    arr[i] = arr[k];
                    i = k;
                } else {
                    break;
                }
            }
            arr[i] = temp;//将temp值放到调整后的位置
        }
    }
    

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