堆排序(Java)

一、一句话总结

建大顶堆 → 堆顶最大值换到末尾 → 剩余部分重新堆化 → 重复


二、核心代码

java 复制代码
public void heapSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    
    // 1. 建堆(从最后一个非叶子节点开始,从下往上)
    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
        heapify(arr, n, i);
    }
    
    // 2. 排序
    for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
        swap(arr, 0, i);       // 堆顶(最大值)换到末尾
        heapify(arr, i, 0);    // 剩余部分重新堆化
    }
}

// 堆化:维护以 i 为根的子树是大顶堆
private void heapify(int[] arr, int n, int i) {
    int largest = i;
    int left = 2 * i + 1;
    int right = 2 * i + 2;
    
    if (left < n && arr[left] > arr[largest]) largest = left;
    if (right < n && arr[right] > arr[largest]) largest = right;
    
    if (largest != i) {
        swap(arr, i, largest);
        heapify(arr, n, largest);  // 递归调整
    }
}

private void swap(int[] arr, int i, int j) {
    int temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
}

三、复杂度

指标
时间复杂度 O(n log n)(建堆 O(n),排序 O(n log n))
空间复杂度 O(1)(原地排序)
稳定性 ❌ 不稳定

四、记忆口诀

建堆从下往上走,大顶堆顶是最大
堆顶换到末尾去,剩余部分再堆化
重复直到全部好,升序数组手里拿


五、一句话记住

堆排序 = 建堆 + 交换 + 再堆化

大顶堆 + 末尾交换 = 升序

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