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#x1f6a9;概念:
#x1f6a9;实现:
⚡1.hoare
⚡2.挖坑法
⚡3.双指针法
#x1f6a9;快速排序递归实现
#x1f6a9;快速排序非递归实现 #x1f6a9;概念: 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分#xff0c;其中一部分的所有数据比另一部分的所有…目录
概念:
实现:
⚡1.hoare
⚡2.挖坑法
⚡3.双指针法
快速排序递归实现
快速排序非递归实现 概念: 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分其中一部分的所有数据比另一部分的所有数据要小再按这种方法对这两部分数据分别进行快速排序整个排序过程可以递归进行使整个数据变成有序序列。
排序过程:
1.在数组中确定一个关键值
2.将小于关键值的数排到其左边,将大于关键值的数排到其右边,此时关键数在数组中的位置就排好了
3.在左边的数据和右边的数据分别找一个关键值,通过排序使小于关键值的数排到其左边,大于关键值的数排到其右边...
4.重复上述操作,可以通过递归与非递归实现 快速排序的关键是写好步骤二的单趟排序,实现这个功能有三种版本
hoare挖坑法双指针法
实现:
⚡1.hoare 将数组第一个元素定位关键值,定义begin和end指针,先让end从后往前找到比关键值小的数,begin从前往后找比关键值大的数,然后交换两数,直到 beginend,再让关键值和begin所指的元素交换,最后返回关键值所在位置,便于后续进行递归或非递归操作(一定要先从后往前找小,原因下文解释)
动态展示: void swap(int* a, int* b)
{int tmp *a;*a *b;*b tmp;
}//hoare
int PartSort1(int* a, int begin, int end)
{int left begin, right end;int keyi begin;while (left right){//右边找小while (left right a[right] a[keyi]){right--;}//左边找大while (left right a[left] a[keyi]){left;}swap(a[left], a[right]);}swap(a[left], a[keyi]);return left;
}
⚡2.挖坑法 首先将关键值定为数组第一个元素,并将坑位定为begin,先让end从后往前找到比关键值小的数,将这个数放到坑位,并更新坑位,再让begin从前往后找比关键值大的数,将这个数放到坑位,并更新坑位,直到 beginend,再让关键值和坑位的元素交换,最后返回关键值所在位置
//挖坑法
int PartSort2(int* a, int begin, int end)
{int mid GetMid(a, begin, end);swap(a[begin], a[mid]);int key a[begin];int hole begin;while (begin end){//右边找小,填入坑内,更新坑位while (beginend a[end]key){--end;}a[hole] a[end];hole end;//左边找大,填入坑内,更新坑位while (beginend a[begin]key){begin;}a[hole] a[begin];hole begin;}a[hole] key;return hole;
}
⚡3.双指针法 将数组第一个元素定为关键值,定义两个指针prev和cur,先让prev指向数组的第一个元素,cur指向prev的下一个元素,cur的作用是找比关键值小的元素,若cur所指元素不小于关键值则cur,直到cur所值元素小于关键值,此时,prev和cur之间的元素都是大于关键值的元素,若prev1不是cur的话就可以让prev所指元素与cur所指元素交换了,直到cur指向数组的最后一个元素
这里可能会有人出现问题:
1.为什么要判断 prev!cur
[解释]:如果prev1为cur的话,那交换prev和cur所指元素那就是一个元素之间的交换了,没有意义
2.为什么要交换prev所指元素
[解释]:因为prev和cur之间的元素都为大于关键值的元素,prev就可以让prev指向大于关键值的元素,而cur所指的是小于关键值的元素,这样一交换小的数就去前面了,大的数就去后面了 //双指针法
int PartSort3(int* a, int begin, int end)
{int mid GetMid(a, begin, end);swap(a[begin], a[mid]);int key begin;int prev begin;int cur prev 1;while (cur end){if (a[cur] a[key] prev ! cur){swap(a[prev], a[cur]);}cur;}swap(a[prev], a[key]);return prev;
}
快速排序递归实现
⛲小优化: 上述三个方法都是快速排序的单趟排序,但是上述排序还有一个小缺陷,因为三个方法都是固定第一个元素为关键值的,如果数组为有序的,那么从后往前找小就要遍历整个数组,效率会很小,所以通常会再写一个找中间值的函数:在数组开头结尾和中间三个数中找出一个大小在中间的数,并让这个数和数组第一个数交换,这样就会减少上述情况的发生
int GetMid(int* a, int begin, int end)
{int mid (begin end) / 2;if (a[begin] a[mid]){if (a[mid] a[end])return mid;else if (a[end] a[begin])return end;elsereturn begin;}else{if (a[begin] a[end])return begin;else if (a[end] a[mid])return mid;elsereturn end;}
}void swap(int* a, int* b)
{int tmp *a;*a *b;*b tmp;
}//hoare
int PartSort1(int* a, int begin, int end)
{int mid GetMid(a, begin, end);swap(a[begin], a[mid]);int left begin, right end;int keyi begin;while (left right){//右边找小while (left right a[right] a[keyi]){right--;}//左边找大while (left right a[left] a[keyi]){left;}swap(a[left], a[right]);}swap(a[left], a[keyi]);return left;
}//挖坑法
int PartSort2(int* a, int begin, int end)
{int mid GetMid(a, begin, end);swap(a[begin], a[mid]);int key a[begin];int hole begin;while (begin end){//右边找小,填入坑内,更新坑位while (beginend a[end]key){--end;}a[hole] a[end];hole end;//左边找大,填入坑内,更新坑位while (beginend a[begin]key){begin;}a[hole] a[begin];hole begin;}a[hole] key;return hole;
}
//双指针法
int PartSort3(int* a, int begin, int end)
{int mid GetMid(a, begin, end);swap(a[begin], a[mid]);int key begin;int prev begin;int cur prev 1;while (cur end){if (a[cur] a[key] prev ! cur){swap(a[prev], a[cur]);}cur;}swap(a[prev], a[key]);return prev;
}
void QuickSort(int* a, int begin,int end)
{if (begin end)return;//三种方法任选其一即可int keyi PartSort3(a, begin, end);QuickSort(a, begin, keyi - 1);QuickSort(a, keyi 1, end);
}补充:
为什么开始一定要右边找小,并且为什么left和right相遇那个点一定小于关键值呢? [解释]: L遇到R有两种情况 R遇到L: R从右往左找小,一直没找到小,直到遇到L,而L的点的值小于关键值(因为此时L的值是和上一轮R找的小的值)L遇到R:R先从右找小,找到小停下来,L从左往右找打大没有找到遇到R,相遇点的值小于关键值 快速排序非递归实现 快速排序的递归实现,无非就是通过调用函数对数组的不同区间进行排序,而非递归我们也可以用栈实现,不是递归胜似递归.
实现思路: 1.创建一个栈,将数组的右边界下标和左边界下标依次入栈
2.循环弹出数组的左右边界下标,并对该区间进行单趟排序,确定关键值的下标,分为左右两个区间
3.若左区间元素个数大于一个,将左区间右边界下标和左边界下标依次入栈,右区间同理
4.重复操作步骤2 3直到栈为空 例如待排序数组为: 第一步:将右边界下标和左边界下标7和0入栈 第二步:将边界值弹出,将0给到begin,7给到end,进行单趟排序(单趟排序采用挖坑法) 排序完后,key将数组分为了左右两个区间,让右区间边界7和5入栈,左边界3和0入栈 第三步:取出0 3并对此区间单趟排序 此时,关键值又把区间分为了两个区间,右区间只有一个值,没必要入栈排序,只需要将左区间边界1 0入栈 再弹出0 1,对此区间单趟排序,此时左区间无元素,有区间只有一个元素,这样数组左边就全部排序完成了,再次出栈的话就该排序5和7的区间了,和左边类似 void QuickSortNonR(int* a, int begin, int end)
{ST s;STInit(s);STPush(s,end);STPush(s,begin);while (!STEmpty(s)){int left STTop(s);STPop(s);int right STTop(s);STPop(s);int key PartSort1(a, left, right);if (left key - 1){STPush(s, key - 1);STPush(s, left);}if (right key 1){STPush(s, right);STPush(s, key1);}}STDestroy(s);
}
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