快速排序是C.R.A.Hoare于1962年提出的一种划分交换排序。它采用了一种分治的策略,通常称其为分治法(Divide-and-ConquerMethod)。
该方法的基本思想是:
1.先从数列中取出一个数作为基准数。
2.分区过程,将比这个数大的数全放到它的右边,小于或等于它的数全放到它的左边。
3.再对左右区间重复第二步,直到各区间只有一个数。
虽然快速排序称为分治法,但分治法这三个字显然无法很好的概括快速排序的全部步骤。因此我的对快速排序作了进一步的说明:挖坑填数+分治法:
先来看实例吧,定义下面再给出(最好能用自己的话来总结定义,这样对实现代码会有帮助)。
以一个数组作为示例,取区间第一个数为基准数。
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
72 |
6 |
57 |
88 |
60 |
42 |
83 |
73 |
48 |
85 |
初始时,i = 0; j = 9; X = a[i] = 72
由于已经将a[0]中的数保存到X中,可以理解成在数组a[0]上挖了个坑,可以将其它数据填充到这来。
从j开始向前找一个比X小或等于X的数。当j=8,符合条件,将a[8]挖出再填到上一个坑a[0]中。a[0]=a[8];
i++; 这样一个坑a[0]就被搞定了,但又形成了一个新坑a[8],这怎么办了?简单,再找数字来填a[8]这个坑。这次从i开始向后找一个大于X的数,当i=3,符合条件,将a[3]挖出再填到上一个坑中a[8]=a[3];
j--;
数组变为:
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
48 |
6 |
57 |
88 |
60 |
42 |
83 |
73 |
88 |
85 |
i = 3; j = 7; X=72
再重复上面的步骤,先从后向前找,再从前向后找。
#include<stdio.h> void QuickSort(int A[],int p,int q) { if(p<q) { int key=A[p]; int i=p,j=q; while(i<j) { while(i<j && A[j]>key) j--; if(A[j]<key) A[i++]=A[j]; while(i<j && A[i]<key) i++; if(A[i]>key) A[j--]=A[i]; } //一趟排序 // while与if语句的逻辑组合是难点 A[i]=key; QuickSort(A,p,i-1); QuickSort(A,i+1,q); //递归 } } void main() { int A[8]={9,2,56,3,4,23,65,-1}; QuickSort(A,0,7); for(int i=0;i<8;i++) printf("%d ",A[i]); }
算法导论版:
#include <iostream> #include <ctime> #include <cstdlib> using namespace std ; const int N = 8 ; int partition(int *a,int p,int r){ int i=p-1; int tmp; int x= (rand()%(r-p+1))+p; //随机化枢轴 tmp=a[x]; a[x]=a[r]; a[r]=tmp; for (int j=p ; j <r; ++j) { if (a[j]<=a[r]) { i++; tmp=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=tmp; } } tmp=a[i+1]; a[i+1]=a[r]; a[r]=tmp; return i+1; } void quickSort(int *a,int begin,int end){ if(begin<end){ int q=partition(a,begin,end); quickSort(a,begin,q-1); quickSort(a,q+1,end); } } int main() { int a[N] = {5 ,2 ,66 ,23, 11 ,1 ,4 ,55} ; quickSort(a,0,N-1); for(int i = 0 ; i < N ; i++) cout<<a[i]<<endl ; return 0 ; }