java 归并排序和堆排序 Java 归并排序算法、堆排序算法实例详解

/**
   * 归并排序
   * 简介:将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表 即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列
   * 时间复杂度为O(nlogn)
   * 稳定排序方式
   * @param nums 待排序数组
   * @return 输出有序数组
   */
  public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {
    int mid = (low + high) / 2;
    if (low < high) {
      // 左边
      sort(nums, low, mid);
      // 右边
      sort(nums, mid + 1, high);
      // 左右归并
      merge(nums, low, mid, high);
    }
    return nums;
  }
  /**
   * 将数组中low到high位置的数进行排序
   * @param nums 待排序数组
   * @param low 待排的开始位置
   * @param mid 待排中间位置
   * @param high 待排结束位置
   */
  public static void merge(int[] nums, int low, int mid, int high) {
    int[] temp = new int[high - low + 1];
    int i = low;// 左指针
    int j = mid + 1;// 右指针
    int k = 0;
    // 把较小的数先移到新数组中
    while (i <= mid && j <= high) {
      if (nums[i] < nums[j]) {
        temp[k++] = nums[i++];
      } else {
        temp[k++] = nums[j++];
      }
    }
    // 把左边剩余的数移入数组
    while (i <= mid) {
      temp[k++] = nums[i++];
    }
    // 把右边边剩余的数移入数组
    while (j <= high) {
      temp[k++] = nums[j++];
    }
    // 把新数组中的数覆盖nums数组
    for (int k2 = 0; k2 < temp.length; k2++) {
      nums[k2 + low] = temp[k2];
    }
  }

public class HeapSort {
  public static void main(String[] args) {
    int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64};
    int arrayLength=a.length; 
    //循环建堆 
    for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){ 
      //建堆 
      buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i); 
      //交换堆顶和最后一个元素 
      swap(a,0,arrayLength-1-i); 
      System.out.println(Arrays.toString(a)); 
    } 
  }
  //对data数组从0到lastIndex建大顶堆
  public static void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex){
     //从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始 
    for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
      //k保存正在判断的节点 
      int k=i;
      //如果当前k节点的子节点存在 
      while(k*2+1<=lastIndex){
        //k节点的左子节点的索引 
        int biggerIndex=2*k+1;
        //如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在
        if(biggerIndex<lastIndex){ 
          //若果右子节点的值较大 
          if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){ 
            //biggerIndex总是记录较大子节点的索引 
            biggerIndex++; 
          } 
        } 
        //如果k节点的值小于其较大的子节点的值 
        if(data[k]<data[biggerIndex]){ 
          //交换他们 
          swap(data,k,biggerIndex); 
          //将biggerIndex赋予k，开始while循环的下一次循环，重新保证k节点的值大于其左右子节点的值 
          k=biggerIndex; 
        }else{ 
          break; 
        } 
      }
    }
  }
  //交换
  private static void swap(int[] data, int i, int j) { 
    int tmp=data[i]; 
    data[i]=data[j]; 
    data[j]=tmp; 
  } 
}