堆排序

堆排序是另外一种常用的递归排序。因为堆排序有着优秀的排序性能，所以在软件设计中也经常使用。堆排序有着属于自己的特殊性质，和二叉平衡树基本是一致的。打一个比方说，处于大堆中的每一个数据都必须满足这样一个特性：

（1）每一个array[n] 不小于array[2*n]

（2）每一个array[n]不小于array[2 * n + 1]

构建这样一个堆只是基础，后面我们需要每次从堆的顶部拿掉一个数据，不断调整堆，直到这个数组变成有序数组为主。所以详细的堆排序算法应该是这样的：

1）构建大堆，使得堆中的每一个数据都满足上面提到的性质

2）将堆的第一个数据和堆的最后一个数据进行互换，然后重新调整堆，直到堆重新平衡为止

3）重复2）的过程，直到整个数组有序。

上面的描述过程很简单，那么实践操作是怎么样的呢？

a）对入参进行判断

void heap_sort(int array[], int length){    if(NULL == array || 0 == length)        return ;    /* to make sure data starts at number 1 */    _heap_sort(array-1, length);} **b）构建大堆和调整大堆**void _heap_sort(int array[], int length){    int index = 0;    int median = 0;    construct_big_heap(array, length);    for(index = length; index > 1; index --)    {        median = array[1];        array[1] = array[index];        array[index] = median;        reconstruct_heap(array, 1, index-1);    }}

c）构建大堆的细节操作部分

void set_sorted_value(int array[], int length){    int index = length;    int median = 0;    if(length == 1) return;    while(index > 1){        if(array[index >> 1] >= array[index])            break;        median = array[index];        array[index] = array[index >> 1];        array[index >> 1] = median;        index >>= 1;    }}void construct_big_heap(int array[], int length){    int index = 0 ;    for(index = 1; index <= length; index ++)    {        set_sorted_value(array, index);    }}

d）大堆迭代调整

void reconstruct_heap(int array[], int index, int length){    int swap = 0;    if(length < index << 1)        return;    if(length == index << 1){        adjust_leaf_position(array, index);        return;    }    if(-1 != (swap = adjust_normal_position(array, index))){        reconstruct_heap(array, swap, length);    }}

e）对单分支节点和满分支节点分别处理

int adjust_normal_position(int array[], int index){    int left = index << 1 ;    int right = left + 1;    int median = 0;    int swap = 0;    if(array[index] >= array[left]){        if(array[index] >= array[right]){            return -1;        }else{            swap = right;        }    }else{        if(array[index] >= array[right]){            swap = left;        }else{            swap = array[left] > array[right] ? left : right;        }    }    if(swap == left) {        median = array[index];        array[index] = array[left];        array[left] = median;    }else{        median = array[index];        array[index] = array[right];        array[right] = median;    }    return swap;}STATUS adjust_leaf_position(int array[], int index){    int median = 0;    if(array[index] > array[index << 1])        return TRUE;    median = array[index];    array[index] = array[index << 1];    array[index << 1] = median;    return FALSE;}

f）堆排序算法介绍完毕，创建测试用例验证

static void test1(){    int array[] = {1};    heap_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));}static void test2(){    int array[] = {2, 1};    heap_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));    assert(1 == array[0]);    assert(2 == array[1]);}static void test3(){    int array[] = {3, 2, 1};    heap_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));    assert(1 == array[0]);    assert(2 == array[1]);    assert(3 == array[2]);}static void test4(){    int array[] = {2, 3, 1};    heap_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));    assert(1 == array[0]);    assert(2 == array[1]);    assert(3 == array[2]);}static void test5(){    int array[] = {5,3, 4, 1};    heap_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));    assert(1 == array[0]);    assert(3 == array[1]);    assert(4 == array[2]);    assert(5 == array[3]);}static void test6(){    int array[] = {2, 3,6, 8, 7};    heap_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));    assert(2 == array[0]);    assert(3 == array[1]);    assert(6 == array[2]);    assert(7 == array[3]);    assert(8 == array[4]);}static void test7(){    int array[] = {3,4,2,7,1,9,8,6,5};    heap_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));    assert(1 == array[0]);    assert(2 == array[1]);    assert(3 == array[2]);    assert(4 == array[3]);    assert(5 == array[4]);    assert(6 == array[5]);    assert(7 == array[6]);    assert(8 == array[7]);    assert(9 == array[8]);}