文章目錄

• • 1.快速排序的思想
  • 2.基本實(shí)現(xiàn)
  • • • 2.1第一種排序
      • 2.2第二種排序
      • 2.3第三種排序(挖坑法)
      • 2.4代碼測試
  • 3.代碼優(yōu)化
  • 4.快速排序小結(jié)

1.快速排序的思想

快速排序的過程可以分為以下幾步：

先找一個(gè)基準(zhǔn)，將這個(gè)基準(zhǔn)賦值給臨時(shí)變量tmp中

從后往前找第一個(gè)比基準(zhǔn)小的數(shù)據(jù)賦值到i位置

從前往后找第一個(gè)比基準(zhǔn)大的數(shù)據(jù)賦值到j(luò)位置

重復(fù)步驟1和步驟2直到i和j相遇，然后將tmp的值賦給i和j相遇的位置

將基準(zhǔn)左邊和基準(zhǔn)右邊的數(shù)據(jù)繼續(xù)按照步驟1，2，3，4進(jìn)行，直到數(shù)據(jù)全部排完。

2.基本實(shí)現(xiàn)

2.1第一種排序

首先找基準(zhǔn)值，然后cur標(biāo)記left，prev標(biāo)記cur-1，然后cur遍歷，分為兩個(gè)階段：第一個(gè)是cur沒找到比基準(zhǔn)值大的，prev和cur一直緊挨著。第二種是找到了，然后cur++，繼續(xù)遍歷，找到比基準(zhǔn)值小的，然后才讓++prev，此時(shí)prev和cur換一下位置，cur繼續(xù)遍歷，循環(huán)結(jié)束，最后right-1和++prev位置交換，放好基準(zhǔn)值的位置。

int Partion1(int* array, int left, int right) {int cur = left;int prev = cur - 1;int key = array[right - 1];while (cur < right){if (array[cur] < key && ++prev != cur)Swap(&array[cur], &array[prev]);cur++;}if (++prev != (right - 1))Swap(&array[prev], &array[right - 1]);return prev; }

2.2第二種排序

先標(biāo)記基準(zhǔn)值（這里先取最后一個(gè)元素為基準(zhǔn)值，記錄起來），之后定義兩個(gè)指針，然后前后遍歷，找到比基準(zhǔn)值大的或者小的的元素的位置，然后進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記成功后進(jìn)行交換，最后添加一個(gè)循環(huán)，此時(shí)的begin和end是在一個(gè)位置的，你要將begin和right-1（其實(shí)就是基準(zhǔn)值的位置）位置的元素交換。

int Partion2(int* array, int left, int right) {int begin = left;int end = right - 1;//設(shè)置基準(zhǔn)值，取數(shù)組最右側(cè)的元素int key = array[end];while (begin < end){//尋找大于基準(zhǔn)值的數(shù)while (begin < end && array[begin] <= key)begin++;while (begin < end && array[end] >= key)end--;if (begin < end)Swap(&array[begin], &array[end]);}//這里將基準(zhǔn)值和begin（end）交換if (begin != right - 1)Swap(&array[begin], &array[right - 1]);return begin;//此時(shí)應(yīng)該返回begin，key只是值（這里是下標(biāo)操作） }

2.3第三種排序(挖坑法)

這種還是先標(biāo)記基準(zhǔn)值，依舊是begin和end兩個(gè)指針，然后begin先找比基準(zhǔn)值大的元素，將其填寫到right-1的位置上，此時(shí)的begin的位置就是一個(gè)坑，然后end從后開始遍歷，找到比基準(zhǔn)值小的元素將其填寫到begin的位置，end的位置就是一個(gè)坑，循環(huán)以上操作，結(jié)束后就將標(biāo)記起來的基準(zhǔn)值填寫到begin（end）的位置。

int Partion3(int* array, int left, int right) {int begin = left;int end = right - 1;int key = array[end];//基準(zhǔn)值while (begin < end){//從頭開始大于key的值的位置while (begin < end && array[begin] <= key)begin++;//將這個(gè)值填到基準(zhǔn)值的位置if (begin < end){array[end--] = array[begin];//這里的end一定要往前走一步}//從尾開始大于key的值得位置while (begin < end && array[end] >= key)end--;//填坑在begin的位置if (begin < end){array[begin++] = array[end];}}//將基準(zhǔn)值填寫到begin的位置（此時(shí)的begin和end的位置是一樣的）array[begin] = key;return begin; }

2.4代碼測試

void Swap(int *left, int* right) {int temp = *left;*left = *right;*right = temp; }void QuickSort(int* array, int left, int right) {//right-left>1說明中間必有元素if (right - left > 1){int div = Partion3(array, left, right);QuickSort(array, left, div);QuickSort(array, div + 1, right);} }void Print(int* array, int size) {for (int i = 0; i < size; i++){printf("%d ", array[i]);}printf("\n"); }#include "QuickSort.h"int main() {int array[] = { 9, 3, 8, 6, 7, 2, 1, 0, 4, 5 };Print(array, sizeof(array) / sizeof(array[0]));QuickSort(array, 0, sizeof(array) / sizeof(array[0]));Print(array, sizeof(array) / sizeof(array[0]));return 0; }

3.代碼優(yōu)化

當(dāng)最右邊的數(shù)字是最大或者最小時(shí)，此時(shí)我們對取基準(zhǔn)值進(jìn)行優(yōu)化，保證不至于偏差非常大。

//三值取中法 int GetIndexOfMid(int* array, int left, int right) {int mid = left + ((right - left) >> 1);if (array[left] > array[right - 1]){if (array[mid] > array[left])return left;else if (array[mid] < array[right - 1])return right;elsereturn mid;}else{if (array[mid] < array[left])return left;else if (array[mid] > array[right - 1])return right;elsereturn mid;} }

注意：三值取中法返回的是下標(biāo)。

此時(shí)就需要優(yōu)化一下里面的三種排序里面的代碼。

int ret = GetIndexOfMid(array, left, right);int key = array[ret];//基準(zhǔn)值//將那個(gè)放到最后面，就可以和之前的代碼連接起來Swap(&array[ret], &array[right - 1]);

4.快速排序小結(jié)

• 這個(gè)快排的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(logn)，快速排序是一個(gè)不穩(wěn)定的排序算法。

• 若對于一系列有序（不論是遞增有序還是遞減有序）的數(shù)據(jù)進(jìn)行快排時(shí)，快排就會(huì)退化，相當(dāng)于冒泡排序，解決方法主要有兩種，一種是隨機(jī)找一個(gè)基準(zhǔn)，另外一種是三位數(shù)取中的方法。

• 需要注意的是對于單鏈表中的數(shù)據(jù)不能用快速排序進(jìn)行，由于單鏈表只有一個(gè)后繼指針而沒有前驅(qū)指針，因此單鏈表是不能用快排進(jìn)行排序的。

• 當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大的時(shí)候不適合用快速排序，此時(shí)堆排序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行排序更為合適。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的快速排序的三种实现方法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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