堆排序

先把列表整理成堆,也就是每个父节点都比子节点大的树。然后反复把最大值移到末尾。

  • 最佳 Ω(n log n)
  • 平均 Θ(n log n)
  • 最差 O(n log n)
  • 内存 O(1)
  • 不稳定
  • 无需额外内存
这些是什么意思?
  • 最佳:输入对这个算法最容易时,时间随列表大小 n 增长的方式。
  • 平均:时间随 n 的一般增长。n² 表示值的个数翻倍时耗时约为四倍;n log n 增长得慢得多。
  • 最差:最难的输入下的增长。适合速度绝不能下降的场合。
  • 内存:除列表外还需要多少额外内存。1 表示几个变量,n 表示一份列表副本。
  • 稳定:两个相等的值保持原来的顺序。按记录的某个字段排序时很重要。
  • 无需额外内存:直接在列表内部排序,不用第二个列表。
  • 比较中
  • 移动中
  • 已就位
0 / 299 步
比较次数 交换次数

点击播放,线条会显示排序过程中代价如何增长

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试试看: 选一个逆序的列表。建堆几乎不需要交换,之后每一轮都把最大值移到末尾。

工作原理

堆就存放在列表里:位置 i 上的值,它的子节点在位置 2i+1 和 2i+2,最大值总在最前面。把它交换到末尾,让堆缩小一格,再修复堆。排好的部分从右边逐渐变长。

适用场合

适合最坏情况下也要保持快速、又不能用额外内存的场合,比如小型设备。平均来说它比快速排序慢,所以常被当作保底方案。

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