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C++经典算法题-快速排序法(一)

37.Algorithm Gossip: 快速排序法(一)

说明

快速排序法(quick sort)是目前所公认最快的排序方法之一(视解题的对象而定),虽然快速排序法在最差状况下可以达O(n2),但是在多数的情况下,快速排序法的效率表现是相当不错的。

快速排序法的基本精神是在数列中找出适当的轴心,然后将数列一分为二,分别对左边与右边数列进行排序,而影响快速排序法效率的正是轴心的选择。

这边所介绍的第一个快速排序法版本,是在多数的教科书上所提及的版本,因为它最容易理解, 也最符合轴心分割与左右进行排序的概念,适合对初学者进行讲解。

解法

这边所介绍的快速演算如下:将最左边的数设定为轴,并记录其值为 s 廻圈处理: 令索引 i 从数列左方往右方找,直到找到大于 s 的数令索引 j 从数列左右方往左方找,直到找到小于 s 的数如果 i >= j,则离开回圈 如果 i < j,则交换索引i与j两处的值将左侧的轴与 j 进行交换 对轴左边进行递回对轴右边进行递回

透过以下演算法,则轴左边的值都会小于s,轴右边的值都会大于s,如此再对轴左右两边进行递回,就可以对完成排序的目的,例如下面的实例,

代码语言:javascript
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*表示要交换的数,[]表示轴:
[41]	24	76*	11	45	64	21	69	19	36*
[41]	24	36	11	45*	64	21	69	19*	76
[41]	24	36	11	19	64*	21*	69	45	76
[41]	24	36	11	19	21	64	69	45	76
21	24	36	11	19	[41]	64	69	45	76

在上面的例子中,41左边的值都比它小,而右边的值都比它大,如此左右再进行递回至排序完成。

代码语言:javascript
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> 
#include <time.h> 
#define MAX 10
#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;}


    void quicksort(int[], int, int);

    int main(void) {
        int number[MAX] = {0}; int i, num;
        srand(time(NULL)); printf("排序前:");
        for(i = 0; i < MAX; i++) { number[i] = rand() % 100; printf("%d ", number[i]);
        }
        quicksort(number, 0, MAX-1); printf("\n排序后:");
        for(i = 0; i < MAX; i++) printf("%d ", number[i]);

        printf("\n");

        return 0;
    }

    void quicksort(int number[], int left, int right) { int i, j, s;

        if(left < right) {
            s = number[left]; i = left;
            j = right + 1;

            while(1) {
                // 向右找
                while(i + 1 < number.length && number[++i] < s) ;
                // 向左找
                while(j -1 > -1 && number[--j] > s) ; if(i >= j)
                    break;

                SWAP(number[i], number[j]);
            }

            number[left] = number[j]; number[j] = s;

            quicksort(number, left, j-1);	// 对左边进行递回
            quicksort(number, j+1, right); // 对右边进行递回
        }
    }
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