使用Java實現堆排序算法

堆排序是基於堆數據結構的高效排序算法,時間複雜度O(n log n),空間複雜度O(1),屬原地排序,適合大規模數據。堆是特殊完全二叉樹,分大頂堆(父節點值大於子節點)和小頂堆,堆排序採用大頂堆。核心思想:每次取出堆頂最大值放數組末尾,調整剩餘元素爲新大頂堆,重複直至有序。 實現分三步:構建大頂堆(從最後一個非葉子節點開始,用heapify調整各節點);調整堆(遞歸調整子樹,維護大頂堆性質);排序過程(交換堆頂與末尾元素,縮小堆範圍後重復調整)。核心函數heapify通過比較父子節點,遞歸調整子樹至大頂堆;buildMaxHeap從倒數第二個節點起構建完整大頂堆;主函數整合上述步驟完成排序。堆排序通過高效調整堆實現有序,適用於空間受限場景,是大規模數據排序的高效選擇。

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