堆排序是一种高效的排序算法,适合大规模数据排序,尤其适用于需要实时获取最大(或最小)值的场景。
// 交换两个元素的值
void swap(int* a, int* b) {int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}// 调整堆,使其满足堆的性质
void heapify(int arr[], int n, int i) {int largest = i; // 初始化最大值的索引为根节点int left = 2 * i + 1; // 左子节点int right = 2 * i + 2; // 右子节点// 如果左子节点大于根节点if (left < n && arr[left] > arr[largest]) {largest = left;}// 如果右子节点大于当前最大值if (right < n && arr[right] > arr[largest]) {largest = right;}// 如果最大值不是根节点if (largest != i) {swap(&arr[i], &arr[largest]); // 交换根节点和最大值heapify(arr, n, largest); // 递归调整受影响的子树}
}// 堆排序函数
void heapSort(int arr[], int n) {// 构建最大堆(从最后一个非叶子节点开始)for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {heapify(arr, n, i);}// 逐个提取堆顶元素(最大值),放到数组末尾for (int i = n - 1; i > 0; i--) {swap(&arr[0], &arr[i]); // 将堆顶元素与当前末尾元素交换heapify(arr, i, 0); // 调整剩余部分为最大堆}
}
#include <stdio.h>
// 打印数组函数
void printArray(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}int main() {int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7}; // 待排序数组int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 计算数组长度printf("排序前的数组: \n");printArray(arr, n);heapSort(arr, n); // 调用堆排序函数printf("排序后的数组: \n");printArray(arr, n);return 0;
}
优化建议
原地排序:堆排序是原地排序算法,不需要额外空间。
稳定性:堆排序是不稳定的排序算法(相同元素的相对顺序可能改变)。
小规模数据:对于小规模数据,插入排序或选择排序可能更高效。