在哪些情况下我们使用heapsort？

Question

在哪种情况下可以使用堆排序？我们知道，堆排序的复杂性为 n×lg（n）。但它的使用频率远低于快速和合并排序。那么我们什么时候才能准确地使用这种堆排序呢？它有什么缺点？

Answer 1

Heapsort的特征

• O（nlogn）时间最佳，平均，最差情况
• O（1）额外记忆

在何处使用？

• 保证O（nlogn）性能。当你不一定需要非常快的性能，但保证O（nlogn）性能（例如在游戏中），因为Quicksort的O（n ^ 2）可能会很痛苦。为什么不使用Mergesort呢？因为它需要额外的O（n）内存。
• 避免Quicksort最糟糕的情况。 C ++的std::sort例程通常使用名为Introsort的Quicksort变体，如果Quicksort递归过深，它会使用Heapsort对当前分区进行排序，表明最坏的情况已经发生。
• 部分排序的数组，即使突然停止。如果Heapsort以某种方式突然停止，我们会得到一个部分排序的数组。可能有用，谁知道？

<强>缺点

• 与Quicksort相比相对较慢
• 缓存效率低下
• 不稳定
• 不是真正的自适应（如果给出有些排序的数组，则不会更快）

Answer 2

根据wikipedia article for sorting algorithms，似乎Heapsort和Mergesort在最佳，平均和最差情况下都具有相同的时间复杂度O(n log n)。

Quicksort的缺点是O(n2) ^（a）的最坏情况时间复杂度。

Mergesort的缺点是其内存复杂度为O(n)，而Heapsort为O(1)。另一方面，Mergesort是一个稳定的排序，而Heapsort则不是。

因此，基于此，如果我不关心排序的稳定性，我会选择Heapsort优先于Mergesort，以便最小化内存使用。如果需要稳定性，我会选择MergeSort。

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或者，更准确地说，如果我有大量数据需要排序，而且我必须编写自己的算法来编写，我会这样做。对于绝大多数情况，两者之间的差异是无关紧要的，直到您的数据集变得庞大。

事实上，我甚至在没有提供其他类型的实际生产环境中使用冒泡排序，因为：

• 它非常容易编写（甚至是优化版本）;
• 如果数据具有某些属性（在添加几个项目之前已经大部分已经排序的小型数据集或数据集），它就足够有效了。

与goto和多个回归点一样，即使看似糟糕的算法也有它们的位置： - ）

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^（a）并且，在您想知道为什么C使用效率较低的算法之前，它（不一定）。尽管有qsort名称，但没有任何授权它使用Quicksort - 这是一个常见的误解。它可能会使用其他算法之一。

Answer 3

请注意，堆排序的运行时复杂度与O（n log n）相同，无论数组是否已按升序或降序部分排序。

请参阅以下链接，以进一步澄清大O计算： https://ita.skanev.com/06/04/03.html