基本思想
堆排序是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。
堆的定义如下：具有n个元素的序列（k1,k2,…,kn),当且仅当满足
时称之为堆。由堆的定义可以看出，堆顶元素（即第一个元素）必为最小项（小顶堆）。
若以一维数组存储一个堆，则堆对应一棵完全二叉树，且所有非叶结点的值均不大于(或不小于)其子女的值，根结点（堆顶元素）的值是最小(或最大)的。如：
(a)大顶堆序列：（96, 83,27,38,11,09)
(b) 小顶堆序列：（12，36，24，85，47，30，53，91）
初始时把要排序的n个数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树（一维数组存储二叉树），调整它们的存储序，使之成为一个堆，将堆顶元素输出，得到n个元素中最小(或最大)的元素，这时堆的根节点的数最小（或者最大）。然后对前面(n-1)个元素重新调整使之成为堆，输出堆顶元素，得到n个元素中次小(或次大)的元素。依此类推，直到只有两个节点的堆，并对它们作交换，最后得到有n个节点的有序序列。称这个过程为堆排序。
因此，实现堆排序需解决两个问题：
- 如何将n 个待排序的数建成堆；
- 输出堆顶元素后，怎样调整剩余n-1 个元素，使其成为一个新堆。
首先讨论第二个问题：输出堆顶元素后，对剩余n-1元素重新建成堆的调整过程。
调整小顶堆的方法：
1）设有m 个元素的堆，输出堆顶元素后，剩下m-1个元素。将堆底元素送入堆顶（（最后一个元素与堆顶进行交换），堆被破坏，其原因仅是根结点不满足堆的性质。
2）将根结点与左、右子树中较小元素的进行交换。
3）若与左子树交换：如果左子树堆被破坏，即左子树的根结点不满足堆的性质，则重复方法 （2）.
4）若与右子树交换，如果右子树堆被破坏，即右子树的根结点不满足堆的性质。则重复方法 （2）.
5）继续对不满足堆性质的子树进行上述交换操作，直到叶子结点，堆被建成。
称这个自根结点到叶子结点的调整过程为筛选。如图：
再讨论对n 个元素初始建堆的过程。
建堆方法：对初始序列建堆的过程，就是一个反复进行筛选的过程。
1）n 个结点的完全二叉树，则最后一个结点是第个结点的子树。
2）筛选从第个结点为根的子树开始，该子树成为堆。
3）之后向前依次对各结点为根的子树进行筛选，使之成为堆，直到根结点。
如图建堆初始过程：无序序列：（49，38，65，97，76，13，27，49）
算法的实现
从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数，二是反复调用渗透函数实现排序的函数。
#include<stdio.h>
/**
* 已知H[s…m]除了H[s] 外均满足堆的定义
* 调整H[s],使其成为大顶堆.即将对第s个结点为根的子树筛选,
*
* @param H是待调整的堆数组
* @param s是待调整的数组元素的位置
* @param length是数组的长度
*
*/
void heapAdjust(int H[],int s,int length){
int temp = H[s];
int child = 2*s+1;//左孩子结点的位置。(i+1 为当前调整结点的右孩子结点的位置)
while(child<length){
if(child+1<length && H[child]<H[child+1]){// 如果右孩子大于左孩子(找到比当前待调整结点大的孩子结点)
++child;
}
if(H[s]<H[child]){// 如果较大的子结点大于父结点
H[s] = H[child];// 那么把较大的子结点往上移动，替换它的父结点
s = child;// 重新设置s ,即待调整的下一个结点的位置
child = 2*s+1; // 如果当前待调整结点大于它的左右孩子，则不需要调整，直接退出
}else{
break;
}
H[s] = temp; // 当前待调整的结点放到比其大的孩子结点位置上
}
}
/**
* 初始堆进行调整
* 将H[0..length-1]建成堆
* 调整完之后第一个元素是序列的最小的元素
*/
void buildHeap(int H[],int length){
int i;
for(i=(length-1)/2;i>=0;i--){//最后一个有孩子的节点的位置 i= (length -1) / 2
heapAdjust(H,i,length);
}
}
/**
* 堆排序算法
*/
void heapSort(int H[],int length){
int i,temp;
buildHeap(H,length);//初始化堆
for(i=length-1;i>=0;i--){//从最后一个元素开始对序列进行调整
temp = H[i]; //交换堆顶元素H[0]和堆中最后一个元素
H[i] = H[0];
H[0] = temp;
heapAdjust(H,0,i);//每次交换堆顶元素和堆中最后一个元素之后，都要对堆进行调整
}
}
/**
* 打印
*/
void print(int r[],int n){
int i;
for(i=0;i<n;i++){
printf("%3d",r[i]);
}
printf("\n");
}
int main(){
int H[10] = {3,1,5,7,2,4,9,6,10,8};
printf("排序前：\n");
print(H,10);
printf("堆排序后：\n");
heapSort(H,10);
print(H,10);
return 0;
}