堆排序 (Heap Sort) 是一种高效的排序算法，它基于二叉堆的数据结构

堆排序 (Heap Sort) 是一种高效的排序算法，它基于二叉堆的数据结构。在这篇文章中，我将详细介绍堆排序的原理，并提供 Python 代码实现。堆排序的时间复杂度为 O(n log n)，其中 n 是待排序数组的长度。

堆排序原理

堆排序的主要思想是将待排序的数组构建成一个二叉堆，然后通过不断地将堆顶元素与最后一个元素交换，并修复堆的性质，从而得到有序的结果。

二叉堆是一种特殊的完全二叉树，它满足以下两个性质：

1. 最大堆性质：对于任意节点 i，其父节点的值大于等于 i 的值。
2. 完全二叉树性质：除了最后一层外，其他层的节点数都达到最大，最后一层的节点都尽可能地靠左排列。

堆排序的过程可以分为两个阶段：构建堆和排序。

构建堆

构建堆的过程是将无序数组转换为最大堆的过程。从最后一个非叶子节点开始，依次对每个节点进行堆化操作。

堆化操作是通过比较节点与其子节点的值，并将节点与较大子节点交换，从而维持最大堆的性质。

具体的堆化过程如下：

1. 从最后一个非叶子节点开始，向上遍历每个节点。
2. 对于每个节点，比较其与左右子节点的值，找到最大的子节点。
3. 如果节点的值小于最大子节点的值，将节点与最大子节点交换。
4. 重复上述步骤，直到节点没有子节点或节点的值大于等于其子节点的值。

排序

排序阶段是将构建好的最大堆转换为有序数组的过程。首先将堆顶元素与最后一个元素交换，