经典排序算法之堆排序

本文介绍了堆排序算法的工作原理,通过小根堆或大根堆实现排序,并提供了C++代码示例。堆排序的时间复杂度为O(NlogN),适用于TopK问题,例如找出数据中的最大或最小元素。该排序算法不保证稳定性,但在处理大量数据时效率较高。

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1.什么是堆排序

通过小根堆或大根堆的数据结构不断取出堆顶,且调整堆的平衡来达到排序的效果

2.代码实现

#include<stdio.h>
using namespace std;
void Swap(int* a,int* b)
{
    int t = *a; *a = *b; *b = t;
}

void PercDown(int A[], int p, int N)
{ 
  /* 将N个元素的数组中以A[p]为根的子堆调整为最大堆 */
    int Parent, Child;
    int X;

    X = A[p]; /* 取出根结点存放的值 */
    for (Parent = p; (Parent * 2 + 1) < N; Parent = Child) {
        Child = Parent * 2 + 1;
        if ((Child != N - 1) && (A[Child] < A[Child + 1]))
            Child++;  /* Child指向左右子结点的较大者 */
        if (X >= A[Child]) break; /* 找到了合适位置 */
        else  /* 下滤X */
            A[Parent] = A[Child];
    }
    A[Parent] = X;
}

void HeapSort(int A[], int N)
{ /* 堆排序 */
    int i;

    for (i = N / 2 - 1; i >= 0; i--)/* 建立最大堆 */
        PercDown(A, i, N);

    for (i = N - 1; i > 0; i--) {
        /* 删除最大堆顶 */
        Swap(&A[0], &A[i]); 
        PercDown(A, 0, i);
    }
}
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int len = sizeof(arr)/sizeof(arr[10]);
    HeapSort(arr, len);
	
	
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d", arr[i]);
	}
	return 0;
}

3.时间复杂度

堆排序的时间复杂度是O(NlogN);

且此排序并不稳定

适用情况:当我们需要在巨大的数据面前进行选出最大或最小的几个数据的时候(如TopK问题),运用堆排序将大大降低时间成本比如:专业前10名、世界500强、富豪榜、游戏中前100的活跃玩家等

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