java基础之：堆排序

　　最近做题目饱受打击，愈发觉得打好基础的重要性，于是乎，决心把基本的排序算法还有数组操作一一实现，目的在于
一方面能够得到对JAVA基础的巩固，另一面在实现的过程中发现不足。
　　今天所实现的堆排序（最大堆）算法，最小堆大同小异。然后基于最大堆实现最大优先队列，最大优先队列可应用于作
业调度，比如可将作业长度作为关键字值，实现最长作业优先；或者将作业优先权值作为关键字值，实现高优先权作业优先
执行等等。
最大堆排序算法结构如下图：

　　

//:ThinkingInJava/com.mindview.fundamental/MaxPriorityQueue.java
package com.mindview.fundamental;
/**
*
* @Time 2014-6-17
* @Descri MaxPriorityQueue.java
*            基于最大堆，实现最大优先队列，最大优先队列应用于作业调度
*           可将作业长度作为关键字，进行比较
* @author pattywgm
*
*/
public class MaxPriorityQueue {
int task[];
MaxHeap heap;
public MaxPriorityQueue(int[] task) {
this.task=task;
heap=new MaxHeap(task);
heap.buildMaxHeap();//创建最大堆
}
//获取最大关键字
public int heapMaxiMum(){
return task[0];
}
//去掉并返回最大关键字
public int heapExtractMax(){
if(heap.a_heapsize<1){
System.out.println("Error:heap underflow");
return -1;
}
else{
int max=task[0];
task[0]=task[heap.a_heapsize-1];
heap.a_heapsize=heap.a_heapsize-1;
heap.maxHeapIFY(0);
return max;
}
}
//在堆中插入元素x
public void heapInsert(int x){
task[heap.a_heapsize]=-1;
System.out.println("insert: "+heap.a_heapsize);
heap.a_heapsize=heap.a_heapsize+1;
if(heap.a_heapsize>task.length){
System.out.println("Error:array overflow");
return;
}
else{
heapIncreaseKey(heap.a_heapsize-1,x);
}
}
//将元素x值增加到key
public void heapIncreaseKey(int i,int key){
if(task[i]>=key){
System.out.println("new key is not bigger than current key");
return;
}
else{
task[i]=key;
//parent: (i-1)/2
while(i>0 && task[(i-1)/2]<task[i]){
heap.exchange(i, (i-1)/2);
i=(i-1)/2;
}
}
}

public void print(){
for(int i=0;i<heap.a_heapsize;i++){
System.out.print(task[i]+"  ");
}
}

}

///:~

View Code

　　初始化调用MaxHeap类的buildMaxHeap()实现建立最大堆，即初始的最大优先队列。该最大优先队列支持以下操作：
　　　　1）heapMaxiMum():获取最大关键字值（依据最大堆性质，实际上只是获取堆顶元素）
　　　　2）heapExtractMax():去掉并返回最大关键字值，此时应注意重新调整堆（包括堆的大小和重新排列）
　　　　3）heapInsert(key):在现有队列中插入元素key,该操作与4）结合实现
　　　　4) heapIncreaseKey(i,key):将队列中指定位置处的值增加到key,注意值增加后堆性质的满足与否并做出相
　　　　应调整
　　映射到作业调度的问题，可将作业优先权值作为关键字值，1）或 2）操作获取当前作业队列中具有最高优先权的作业
进行调度， 2）操作更符合实际情况，在调度的同时更新队列；3）操作当有新的作业到来时将其插入优先权队列，并遵守
最大优先权最先执行的原则；4）操作在作业执行过程中，可能某个在优先权队列中的作业急需被调用，而其当前优先权却
不高，那么就需要提高其优先权，以使其能够被尽早调度。