快排详解

最新推荐文章于 2024-06-04 16:56:55 发布

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分类专栏：算法学习文章标签： pivot 算法 blog 2010 java 360

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http://www.iti.fh-flensburg.de/lang/algorithmen/sortieren/quick/quicken.htm

其实这一篇我老早就写过了，只不过最近在总结《算法导论》，而第七章就是快速排序，我当初总结的快排也是根据算法导论来的，为了方便大家阅读，我在这里把曾经写过的重新再贴一遍。

前几天写过一个堆排序的文章( http://www.wutianqi.com/?p=1820)，里面谢了很多讲解和代码注释，个人感觉快速排序不是很难，所以不想写讲解，也不需要写注释，大家如果不明白什么是快速排序，可以去看下文章最后我推荐的几个链接。

我查过网上很多关于快排的文章和代码，但是基本都是最原始的快排，即霍尔(Hoare)快排。想必大家也没有注意这些，我准备把霍尔快排，算法导论上的快排和随机化快排的代码一起发出来，供大家对比与学习，欢迎大家和我探讨

代码一.霍尔快排：

/*
* Author: Tanky Woo
* Blog:   www.WuTianQi.com
* Note:   快速排序版本1 --- Hoare-Partition
*/

#include < iostream >
using namespace std;

int num;

void swap( int & a, int & b)
{
     int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void PrintArray( int * arr)
{
     for ( int i = 1 ; i <= num; ++ i)
        cout << arr[i] << " " ;
    cout << endl;
}

int Partition1( int * arr, int beg, int end)
{
     int low = beg, high = end;
     int sentinel = arr[beg];
     while (low < high)
    {
         while (low < high && arr[high] >= sentinel)
             -- high;
        arr[low] = arr[high];
         while (low < high && arr[low] <= sentinel)
             ++ low;
        arr[high] = arr[low];
    }
    arr[low] = sentinel;

    cout << " 排序过程: " ;
    PrintArray(arr);
     return low;
}

void QuickSort( int * arr, int beg, int end)
{
     if (beg < end)
    {
         int pivot = Partition1(arr, beg, end);
        QuickSort(arr, beg, pivot - 1 );
        QuickSort(arr, pivot + 1 , end);
    }
}

int main()
{
     int arr[ 100 ];
    cout << " Input the num of the elements:\n " ;
    cin >> num;
    cout << " Input the elements:\n " ;
     for ( int i = 1 ; i <= num; ++ i)
        cin >> arr[i];
    QuickSort(arr, 1 , num);
    cout << " 最后结果: " ;
    PrintArray(arr);
     return 0 ;

｝

复制代码

代码二.《算法导论》里讲的快排：

* Author: Tanky Woo
* Blog:   www.WuTianQi.com
* Note:   快速排序版本2---《算法导论》
*/

#include < iostream >
using namespace std;

int num;

void swap( int & a, int & b)
{
     int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void PrintArray( int * arr)
{
     for ( int i = 1 ; i <= num; ++ i)
        cout << arr[i] << " " ;
    cout << endl;
}

int Partition2( int * arr, int beg, int end)
{
     int sentinel = arr[end];
     int i = beg - 1 ;
     for ( int j = beg; j <= end - 1 ; ++ j)
    {
         if (arr[j] <= sentinel)
        {
            i ++ ;
            swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }
    swap(arr[i + 1 ], arr[end]);

    cout << " 排序过程: " ;
    PrintArray(arr);
     return i + 1 ;
}

void QuickSort( int * arr, int beg, int end)
{
     if (beg < end)
    {
         int pivot = Partition2(arr, beg, end);
        QuickSort(arr, beg, pivot - 1 );
        QuickSort(arr, pivot + 1 , end);
    }
}

int main()
{
     int arr[ 100 ];
    cout << " Input the num of the elements:\n " ;
    cin >> num;
    cout << " Input the elements:\n " ;
     for ( int i = 1 ; i <= num; ++ i)
        cin >> arr[i];
    QuickSort(arr, 1 , num);
    cout << " 最后结果: " ;
    PrintArray(arr);
     return 0 ;

｝

复制代码

代码三.随机快排：

* Author: Tanky Woo
* Blog:   www.WuTianQi.com
* Note:   快速排序版本3 --- 随机化版本
* 解决待排序元素相差很大的情况
*/

#include < iostream >
#include < cstdlib >
using namespace std;

int num;

void swap( int & a, int & b)
{
     int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void PrintArray( int * arr)
{
     for ( int i = 1 ; i <= num; ++ i)
        cout << arr[i] << " " ;
    cout << endl;
}

int Partition3( int * arr, int beg, int end)
{
     int sentinel = arr[end];
     int i = beg - 1 ;
     for ( int j = beg; j <= end - 1 ; ++ j)
    {
         if (arr[j] <= sentinel)
        {
            i ++ ;
            swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }
    swap(arr[i + 1 ], arr[end]);

    cout << " 排序过程: " ;
    PrintArray(arr);
     return i + 1 ;
}

int RandomPartition( int * arr, int beg, int end)
{
     int i = beg + rand() % (end - beg + 1 );
    swap(arr[i], arr[end]);
     return Partition3(arr, beg, end);
}

void RandomQuickSort( int * arr, int beg, int end)
{
     if (beg < end)
    {
         int pivot = RandomPartition(arr, beg, end);
        RandomQuickSort(arr, beg, pivot - 1 );
        RandomQuickSort(arr, pivot + 1 , end);
    }
}

int main()
{
     int arr[ 100 ];
    cout << " Input the num of the elements:\n " ;
    cin >> num;
    cout << " Input the elements:\n " ;
     for ( int i = 1 ; i <= num; ++ i)
        cin >> arr[i];
    RandomQuickSort(arr, 1 , num);
    cout << " 最后结果: " ;
    PrintArray(arr);
     return 0 ;
}

复制代码

最后，我想说下，随机化的快排一般适用于待排序的数据之间相差较大的情况下。

这里给出几篇网上讲得不错的文章：

1.http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=1011316

算是一个讨论帖。很给力！

2.http://www.javaeye.com/topic/561718

讲得比较详细，不过代码是Java的。

3.http://tayoto.blog.hexun.com/25048556_d.html

4.http://www.360doc.com/content/10/1106/11/1317564_67067368.shtml

概念上很详细。

5.http://blog.youkuaiyun.com/wssxy/archive/2008/12/05/3448642.aspx

一篇讲快排的佳作！