public class HeapSort 
{
  public static void main(String[] args) 
  {
    int[] arr = { 50, 10, 90, 30, 70, 40, 80, 60, 20 };
    System.out.println("排序之前："); 
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
      System.out.print(arr[i] + " "); 
    
    // 堆排序
    heapSort(arr); 
    System.out.println(); 
    System.out.println("排序之后："); 
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
      System.out.print(arr[i] + " ");
  }
  
  /** 
  * 堆排序 
  */
  private static void heapSort(int[] arr) 
  {
    // 將待排序的序列構(gòu)建成一個大頂堆 
    for (int i = arr.length / 2; i >= 0; i--)
      heapAdjust(arr, i, arr.length);
    
    // 逐步將每個最大值的根節(jié)點與末尾元素交換，并且再調(diào)整二叉樹，使其成為大頂堆 
    for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--)
    {
      swap(arr, 0, i); // 將堆頂記錄和當(dāng)前未經(jīng)排序子序列的最后一個記錄交換 
      heapAdjust(arr, 0, i); // 交換之后，需要重新檢查堆是否符合大頂堆，不符合則要調(diào)整
    }
  }
  /** 
  * 構(gòu)建堆的過程 
  * @param arr 需要排序的數(shù)組 
  * @param i 需要構(gòu)建堆的根節(jié)點的序號 
  * @param n 數(shù)組的長度 
  */
  private static void heapAdjust(int[] arr, int i, int n) 
  {
    int child;
    int father;
    for (father = arr[i]; leftChild(i) < n; i = child)
    {
      child = leftChild(i);
      // 如果左子樹小于右子樹，則需要比較右子樹和父節(jié)點 
      if (child != n - 1 && arr[child] < arr[child + 1])
        child++; // 序號增1，指向右子樹
      // 如果父節(jié)點小于孩子結(jié)點，則需要交換 
      if (father < arr[child]) 
        arr[i] = arr[child];
      else
        break; // 大頂堆結(jié)構(gòu)未被破壞，不需要調(diào)整
    }
    arr[i] = father;
  }
  
  // 獲取到左孩子結(jié)點 
  private static int leftChild(int i) 
  {
    return 2 * i + 1;
  }
  
  // 交換元素位置 
  private static void swap(int[] arr, int index1, int index2) 
  {
    int tmp = arr[index1];
    arr[index1] = arr[index2];
    arr[index2] = tmp;
  }
}