深入理解堆排序及其Java代码实现

堆排序是一种高效的排序算法，它基于二叉堆的数据结构。堆排序的概念相对复杂，但在实际应用中却展现出强大的性能。这种排序方法具有固定的时间复杂度，适用于大规模数据集的排序需求。

堆排序的特点包括：稳定性、原地排序、适用于大规模数据、固定的时间复杂度。它通过构建二叉堆，并利用堆的性质完成排序。然而，堆排序也有一些缺点，其中最主要的是不够适用于小规模数据，因为构建堆的过程开销较大。

在实际应用中，堆排序适用于需要排序大规模数据的场景，例如数据库查询结果的排序、优先级队列等。

以下是堆排序的简单Java代码实现：

public class HeapSort {
  public void sort(int arr[]) {
    int n = arr.length;

    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
      heapify(arr, n, i);

    for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
      int temp = arr[0];
      arr[0] = arr[i];
      arr[i] = temp;

      heapify(arr, i, 0);
    }
  }

  void heapify(int arr[], int n, int i) {
    int largest = i;
    int l = 2 * i + 1;
    int r = 2 * i + 2;

    if (l < n && arr[l] > arr[largest])
      largest = l;

    if (r < n && arr[r] > arr[largest])
      largest = r;

    if (largest != i) {
      int swap = arr[i];
      arr[i] = arr[largest];
      arr[largest] = swap;

      heapify(arr, n, largest);
    }
  }
}