Привет, меня зовут Александр, и я хочу поделиться с вами своим опытом разработки программы для сортировки массива целых чисел с использованием сортировки кучей (Heap Sort) на языке программирования Java.
Перед тем, как перейти к реализации алгоритма сортировки кучей, давайте разберемся, что такое сортировочное дерево и как оно используется в этом алгоритме. Сортировочное дерево (куча) — это бинарное дерево, в котором каждый узел имеет значение, большее или равное значению его детей. В Heap Sort используется два основных метода⁚ buildTree и heapSort;
Метод buildTree принимает массив чисел и строит сортировочное дерево. Для этого используется алгоритм ″просеивания″ вниз (siftDown), который приводит элементы массива к корректной позиции в дереве. Начиная с середины массива и до его начала, мы проходим по всем элементам в обратном порядке и применяем siftDown для каждого элемента. После выполнения этого метода, у нас будет построено сортировочное дерево.private static void buildTree(int[] arr) {
// Проходим по всем элементам массива, начиная с середины
for (int i arr.length / 2 — 1; i > 0; i—) {
siftDown(arr, arr.length, i);
}
}
Метод heapSort выполняет собственно сортировку кучей; Сначала мы строим сортировочное дерево с помощью метода buildTree. Затем мы начинаем заменять корень дерева (максимальный элемент) с последним элементом в массиве и уменьшаем размер дерева на единицу. После этого применяем siftDown для нового корня дерева (нового максимального элемента). Повторяем эту операцию до тех пор, пока размер дерева не достигнет 1.
private static void heapSort(int[] arr) {
buildTree(arr); // Строим сортировочное дерево
// Постепенно уменьшаем размер дерева и обновляем его
for (int i arr.length ⎻ 1; i > 0; i—) {
// Заменяем корень дерева (максимальный элемент) с последним элементом в массиве
int temp arr[0];
arr[0] arr[i];
arr[i] temp;
siftDown(arr, i, 0); // Применяем siftDown для нового корня дерева
}
}
Теперь, когда у нас есть методы buildTree и heapSort, мы можем использовать их для сортировки массива целых чисел. Вот как это выглядит⁚
public static void main(String[] args) {
int[] arr {5٫ 3٫ 8٫ -2٫ 0٫ 1٫ -5٫ 2٫ 7};
heapSort(arr); // Сортируем массив с помощью сортировки кучей
for (int num ⁚ arr) {
System.out.print(num ″ ″);
}
}
Вот и все! Теперь мы можем сортировать массивы целых чисел с использованием сортировки кучей. При этом наш алгоритм поддерживает отрицательные числа и дубликаты в массиве.
Я надеюсь, мой опыт и объяснение алгоритма сортировки кучей помогут вам в написании своей программы на Java. Удачи!