堆排序（Heap Sort）是一种基于比较的排序算法，它利用堆这种数据结构进行排序。堆排序的时间复杂度为O(nlogn)，在平均和最坏情况下都能达到这个时间复杂度，因此它是一种比较高效的排序算法。本文将深入解析C语言堆排序算法，并探讨其性能优化。
一、堆排序算法原理
1. 堆的定义
堆是一种近似完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子节点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。堆分为大顶堆和小顶堆，本文以大顶堆为例进行讲解。
2. 堆排序过程
（1）将无序序列构造成一个大顶堆。
（2）将堆顶元素（即最大元素）与无序序列的最后一个元素交换，此时最大元素被放到序列的末尾。
（3）将剩余的n-1个元素重新构造成一个大顶堆。
（4）重复步骤（2）和（3），直到序列有序。
二、C语言堆排序实现
以下是一个C语言堆排序的实现示例：
```c
include
void swap(int a, int b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void heapify(int arr[], int n, int i) {
int largest = i;
int left = 2 i + 1;
int right = 2 i + 2;
if (left < n && arr[left] > arr[largest])
largest = left;
if (right < n && arr[right] > arr[largest])
largest = right;
if (largest != i) {
swap(&arr[i], &arr[largest]);
heapify(arr, n, largest);
}
}
void heapSort(int arr[], int n) {
for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
heapify(arr, n, i);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
swap(&arr[0], &arr[i]);
heapify(arr, i, 0);
}
}
int main() {
int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
heapSort(arr, n);
printf(\
