算法与数据结构常见排序算法8——堆排序

Posted 码农小光

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堆排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。它是选择排序的一种。堆是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。分为两种方法:

大顶堆:每个节点的值都大于或等于其子节点的值,在堆排序算法中用于升序排列;

小顶堆:每个节点的值都小于或等于其子节点的值,在堆排序算法中用于降序排列;

算法描述

1)建堆,建堆是不断调整堆的过程,从 len/2 处开始调整,一直到第一个节点,此处 len 是堆中元素的个数。

2)调整堆:调整堆在构建堆的过程中会用到,而且在堆排序过程中也会用到。利用的思想是比较节点i和它的孩子节点 left(i) , right(i),选出三者最大(或者最小)者,如果最大(小)值不是节点i而是它的一个孩子节点,那边交互节点i和该节点,然后再调用调整堆过程,这是一个递归的过程。

3)堆排序:堆排序是利用上面的两个过程来进行的。首先是根据元素构建堆。然后将堆的根节点取出(一般是与最后一个节点进行交换),将前面 len-1 个节点继续进行堆调整的过程,然后再将根节点取出,这样一直到所有节点都取出。


构建堆过程

堆排序过程

代码实现

php代码

算法复杂度

时间复杂度:O(nlogn)

空间复杂度:O(1)


算法稳定性

堆排序是不稳定的排序


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