힙 정렬이란 무엇이며, 왜 힙을 사용하는가?
힙 정렬은 최대 힙 또는 최소 힙이라는 특수한 이진 트리 기반 자료구조를 이용한 정렬 알고리즘입니다. 최대 힙은 부모 노드의 값이 자식 노드의 값보다 항상 크거나 같고, 최소 힙은 부모 노드의 값이 자식 노드의 값보다 항상 작거나 같은 성질을 가지죠. 힙 정렬은 이러한 힙의 성질을 이용하여 효율적으로 데이터를 정렬합니다. 우선 입력 데이터를 힙으로 구성한 후, 최대값(최소 힙의 경우 최소값)을 반복적으로 추출하여 정렬된 배열을 만드는 방식입니다. 힙 정렬은 평균 및 최악의 경우에도 O(n log n)의 시간 복잡도를 가지므로, 다른 O(n log n) 알고리즘들 (병합 정렬, 퀵 정렬 등) 과 비교했을 때 성능이 우수하며, 특히 데이터의 크기가 매우 큰 경우에 효율적입니다. 또한, 힙 정렬은 제자리 정렬 알고리즘(in-place algorithm)이므로, 별도의 메모리 공간을 크게 필요로 하지 않는다는 장점도 있습니다. 퀵 정렬과 달리 최악의 경우에도 O(n log n)의 시간 복잡도를 보장하기 때문에 안정적인 성능을 기대할 수 있습니다. 하지만, 병합 정렬과 비교하면 안정 정렬이 아니라는 점이 차이점입니다.
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