排序算法整理(3)快速排序

最新推荐文章于 2019-05-08 16:20:13 发布

feliciafay

最新推荐文章于 2019-05-08 16:20:13 发布

阅读量1k

点赞数

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： C++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/feliciafay/article/details/9612987

C++ 专栏收录该内容

262 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨快速排序算法，从基本原理出发，详细介绍其实现过程，并通过荷兰三色旗问题进行拓展，展示快速排序的高效性和灵活性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

貌似需要整理一下排序算法了，正好最近在看的宋劲杉的《LINUX一站式编程》也提到了几个排序算法，于是决定把几个常见的排序算法都写写吧。

快速排序是我觉得排序算法中趣味排名top 1的排序。

快速排序每次只做一件事儿。在当前数组中，找到一个元素(叫做pivot)，然后把比pivot小的放在pivot的左边，把比pivot打的放在pivot的右边。这样一趟下来，pivot被排好序了。也就是说，每趟就排序一个数。这个过程一般用函数partition(){}来表达。

然后，对pivot左边的数组重复刚才的那趟过程。

然后，对pivot右边的数组也重复刚才的那趟过程。

当最后发现每个数组都只有1个元素的时候，就OK了。

和归并排序一样，快速排序也使用了分治的思想，所以时间复杂度都是Θ(n lg n)但是，快速排序比归并排序牛的地方在于，首先，快速排序的常数因子更小，也就是说，平均下来，虽然快速排序和归并排序是同一量级的时间复杂度，但是快速排序的需要时间比归并排序的需要时间少。第二，快速排序就地解决，无需额外空间，归并排序需要额外空间。

（theconstant factors hidden in the Θ(n lg n) notation are quite small theadvantage of sorting in place 《CLRS算法导论》）

这里有个视频，展示快速排序的声音。

//下面两个函数用来依次打印数组。功能一样，参数不一样，这是为了方便不同的数据类型的调用要求。

void print_num_1(uint32_t* arr, uint32_t len){
    for(int i=0;i<len;i++)
        std::cout<<arr[i]<<"\t";
    std::cout<<std::endl;
    return;
}

void print_num_2(int* arr, int len){
    for(int i=0;i<len;i++)
        std::cout<<arr[i]<<"\t";
    std::cout<<std::endl;
    return;
}

下面是快速排序的过程

//quick_sort_version_1
int partition(int* arr, int st, int ed){
    int j=st;
    int i=j-1;
    int pivot=arr[ed];
    int temp;
    while (j<=ed-1) {
        if (pivot>arr[j]) {
            i++;
            temp=arr[i];
            arr[i]=arr[j];
            arr[j]=temp;
        }
        j++;
    }

    i++;
    temp=arr[ed];
    arr[ed]=arr[i];
    arr[i]=temp;
    //print_num_2(arr+st,ed-st+1);
    return i;
}
void quick_sort_1(int* arr, int st, int ed){  
    if(st<ed) {
        int pivot=partition(arr, st, ed);
        quick_sort_1(arr,st, pivot-1);
        quick_sort_1(arr,pivot+1,ed);
    }
}

后来，又看到了一个荷兰三色旗问题，于是扩展了一下快速排序的做法，详见这里。