堆排序介绍和java代码实现
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2023-06-30
11:21:02
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堆排序介绍
概念：堆排序是一种基于二叉堆数据结构的排序算法。它的概念是通过将待排序的元素构
建成一个二叉堆，然后通过不断地取出堆顶元素并重新调整堆的结构来实现排序。
算法步骤：
1. 构建最大堆（或最小堆）：将待排序的元素构建成一个二叉堆。最大堆的特点是父
节点的值大于其子节点的值，最小堆的特点是父节点的值小于其子节点的值。
2. 交换堆顶元素和最后一个元素：将堆顶元素与堆中最后一个元素交换位置，然后将
堆的大小减 1。
3. 调整堆结构：对交换后的堆顶元素进行调整，使其满足堆的性质。
4. 重复步骤 2 和步骤 3，直到堆的大小为 1。
算法特点：
� 堆排序是一种原地排序算法，不需要额外的存储空间。
� 时间复杂度为 O(nlogn)，其中 n 是待排序元素的个数。
� 不稳定排序算法，可能改变相同值的元素的相对顺序。
优点：
� 相对于其他排序算法，堆排序的常数因子较小，因此在大规模数据的排序中表现较
好。
� 由于堆排序的每一次交换都是跨越较大的距离，因此对于顺序存储的数据，堆排序
的缓存命中率较高。
缺点：
� 堆排序的主要缺点是在排序过程中，需要频繁地进行元素的比较和交换，因此相对
于其他排序算法，它的性能较差。
� 不适合对于小规模数据的排序。
适用场景：
� 堆排序适用于大规模数据的排序，尤其是外部排序（数据量无法一次性装入内存）
的情况下。
� 由于堆排序对数据的随机访问较多，因此在数据的存储方式为顺序存储时，堆排序
的性能较好。
实现代码：
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