堆排序是一种 基于二叉堆数据结构的比较排序技术。它通过构建一个最大堆或最小堆,然后反复从堆中提取最大(或最小)元素并重新调整堆结构,直到整个序列有序。堆排序的时间复杂度为O(n log n),是一种原地排序算法,不需要额外的内存空间。
堆排序的基本步骤如下:
构建初始堆:
将给定的无序序列构建成一个最大堆(或最小堆)。
堆调整:
将堆顶元素(最大或最小元素)与堆的最后一个元素交换,然后对剩余的元素重新调整,使其重新满足堆的性质。
重复步骤2:
直到堆中只剩下一个元素,此时整个序列已经有序。
堆排序的具体实现可以采用自底向上的方式,从最后一个非叶子节点开始,逐步向上调整,直到根节点。堆排序是一种稳定的排序算法,适用于需要稳定运行时间的情况。
需要注意的是,堆排序是一种不稳定的排序算法,因为相等的元素可能会因为交换而改变其相对顺序。此外,堆排序的空间复杂度为O(1),因为它在原地进行排序,不需要额外的内存空间。