內部排序算法之堆排序

堆排序是利用堆的性質， 從縮小的排序空間中不斷的選出堆頂元素，從而達到排序的效果。

堆排序的時間複雜度主要是在不斷的調整堆以滿足堆的性質，其評價性能和最差情況都是O(logN), 平均性能差於快速排序，但最壞情況優於快速排序。

堆可以作爲具有優先級隊列的實現。通常在數據量較大的時候，而需要選擇出前面較大的幾個元素時候， 可以考慮堆排序。

堆排序的實現分爲4步：

1. 初始化堆， 這個過程就是將數組堆化。

2. 選出堆頂元素， 即用待排序空間的最後一個元素和堆頂交換

3. 縮小待排序空間，調整待排序空間，使其滿足堆的性質。

4. 重複2

貼上完整代碼

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define SIZE 10

#define swap(x, y) do {	\
	*(x) ^= *(y);	\
	*(y) ^= *(x);	\
	*(x) ^= *(y);	\
}while(0);


int heap_sort(int*p, int n);
int heap_adjust(int*p, int i, int n);
int gen_random(int*p, int n);
void show(int*p, int n);

int main()
{
	int p[SIZE];
	gen_random(p, SIZE);
	show(p, SIZE);	
	heap_sort(p, SIZE);
	show(p, SIZE);
}

int gen_random(int*p, int n)
{
	if(NULL == p)
	{
		printf("Error: Null pointer\n");
		return -1;
	}

	if(n <= 0)
	{
		printf("Error: Invalid length\n");
		return -1;
	}

	srand(time(NULL));
	while(n>0)
	{
		p[--n] = rand()%1000;
	}

	return 0;
}

void show(int*p, int n)
{
	int i = 0;
	while(i<n)
	{
		printf("%-4d", p[i++]);
	}	
	printf("\n");
}


int heap_sort(int*p, int n)
{
	int i;

	// build heap, adjust the not-leaf node
	for(i=n/2-1; i>=0; --i)
	{
		heap_adjust(p, i, n);
	}

	// select the item
	for(i=n-1; i>=1; --i)
	{
		swap(p, p+i);
		heap_adjust(p, 0, i);
	}
}


int heap_adjust(int*p, int i, int n)
{
	int  child, temp;
	for( ; 2*i+1 < n; i = child)
	{
		child = 2 * i + 1;

		if( child + 1 < n && p[child + 1] > p[child])
		{
			++child;
		}

		if(p[i] < p[child])
		{
			swap(p+i, p+child);
		}
	}
}