堆排序(Heap Sort)是一种基于比较的排序算法,利用堆这种数据结构进行排序。堆排序的基本思想是先将待排序的序列构建成一个最大堆(或最小堆),然后将堆顶元素与末尾元素交换,再重新调整堆,重复此过程直到整个序列有序。
堆是一种完全二叉树,可以分为最大堆和最小堆。最大堆的性质是每个节点的值都不大于其父节点的值,最小堆的性质是每个节点的值都不小于其父节点的值。在堆排序过程中,我们使用最大堆来进行排序。
堆排序算法的步骤如下:
- 将待排序序列构建成一个最大堆。
- 将堆顶元素(最大值)与末尾元素交换。
- 将堆的大小减1,并重新调整堆顶元素使其满足最大堆的性质。
- 重复步骤2和3,直到堆的大小为1。
堆排序的优点包括:
- 时间复杂度较好:堆排序的时间复杂度为O(nlogn),其中n是待排序序列的长度。
- 空间复杂度较低:堆排序只需要一个额外的辅助空间来存储堆,不需要额外的空间来存储排序结果。
- 不稳定:堆排序是一种不稳定的排序算法,可能会改变相等元素的原始顺序。
使用C++语言实现堆排序的代码如下: