堆排序:堆排序如何实现?时间复杂度详解

堆排序是利用“堆”(特殊完全二叉树)实现的排序算法,常用大顶堆(父节点≥子节点)。核心思想是“先建堆,再排序”:先将数组转为大顶堆(堆顶为最大值),再反复交换堆顶与末尾元素,调整剩余元素为堆,完成排序。 堆的基本概念:完全二叉树结构,数组中索引i的左子节点2i+1、右子节点2i+2、父节点(i-1)//2。大顶堆父≥子,小顶堆父≤子。 实现分两步:1.构建大顶堆:从最后非叶子节点开始,通过“堆化”(比较父与子节点,交换最大值并递归调整子树)确保大顶堆性质;2.排序:交换堆顶与未排序末尾元素,缩小堆规模后重复堆化,直至完成。 时间复杂度:构建堆O(n),排序过程O(n log n),总O(n log n),空间复杂度O(1)(原地排序)。特点是不稳定,适合大规模数据排序。

閱讀全文
使用C++實現堆排序算法

堆排序是基於堆數據結構的高效排序算法,時間複雜度O(n log n),空間複雜度O(1),適用於大規模數據。堆是特殊完全二叉樹,分大頂堆(父≥子)和小頂堆,排序常用大頂堆。其存儲爲數組,索引i的父節點爲(i-1)/2,左右子節點爲2i+1和2i+2。核心步驟:1.構建初始大頂堆(從最後非葉子節點向上調整);2.排序(交換堆頂與未排序末尾元素,調整堆,重複直至完成)。C++實現包含swap、max_heapify(迭代調整子樹爲大頂堆)、heap_sort(構建堆並排序)函數,主函數測試數組排序,輸出結果正確。

閱讀全文