基础算法-快速排序-AcWing 785. 快速排序

原创已于 2023-05-12 11:45:46 修改 · 167 阅读

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#算法 #数据结构 #排序算法

于 2023-05-04 20:43:30 首次发布

该文章介绍了如何使用C++实现快速排序算法，强调了在实现过程中do...while循环与while循环的区别，并讨论了为什么不能将比较条件改为<=的原因，以避免边界问题导致的死循环。

题目

给定你一个长度为 n 的整数数列。

请你使用快速排序对这个数列按照从小到大进行排序。

并将排好序的数列按顺序输出。

输入格式

输入共两行，第一行包含整数 n。

第二行包含 n 个整数（所有整数均在 1∼10e9 范围内），表示整个数列。

输出格式

输出共一行，包含 n 个整数，表示排好序的数列。

数据范围

1≤n≤100000

输入样例：

5
3 1 2 4 5

输出样例：

1 2 3 4 5

思路

使用快排模版

代码

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

//const int Max = 10e9+10;

void QuickSort (int *a ,int l, int r){
    if(l >= r) return; //递归终止条件
    
    int i = l-1 ,j = r+1 ,x = a[ (l+r) >> 1 ];
    while(i < j){
        do i++ ; while( a[i] < x);
        do j-- ; while( a[j] > x);
        //不能设为">=“,不能用while
        if( i < j ) swap(a[i], a[j]);
    }
    QuickSort(a, l, j);
    QuickSort(a, j+1, r);
}

int main(){
    
    int n;
    scanf("%d", &n);//数组个数
    int a[n+1];
    for(int i = 0; i < n; i++){
        scanf("%d", &a[i] );
    }//输入数组
    
    QuickSort(a, 0, n-1); //调用函数进行快排
    
    for(int i = 0; i < n; i++){
        printf("%d", a[i] );
        if(i != n-1) printf(" ");
    }//输出数组
    

    return 0;
}

参考博客：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45636061/article/details/124077136?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522168386092516782427420906%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=168386092516782427420906&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-1-124077136-null-null.142^v87^control_2,239^v2^insert_chatgpt&utm_term=快速排序及边界问题分析https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45636061/article/details/124077136?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522168386092516782427420906%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=168386092516782427420906&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-1-124077136-null-null.142^v87^control_2,239^v2^insert_chatgpt&utm_term=快速排序及边界问题分析

部分代码分析

1. 使用 do····while，而不是用 while

while(i < j){
        do i++ ; while( a[i] < x);
        do j-- ; while( a[j] > x);

        if( i < j ) swap(a[i], a[j]);
    }

while(i < j){
        while( a[i] < x) i++ ;
        while( a[j] > x) j--;

        if( i < j ) swap(a[i], a[j]);
    }

两者的不同点在于do····while是先执行，再判断-->等价于前置运算。

do i++; while(q[i] < x);
do j--; while(q[j] > x);
//等价于
while(q[++i] < x);
while(q[--j] > x);

而while是先判断再执行，i 指针指向不小于 x的数会停下来，而 j 指针指向不大于x数会停下来，来进行交换后再判断。

即此时的 a[ i ] >= x , a [ j ] <= x;

交换后的 a [ i ] <= x , a[ j ] >= x , 对于 do···while 直接 i ++ ; j ++;,而 while 要先判断，若a [i ] < x

可以 i ++；若 a [i ] == x ,就不能 i ++；若（ a [ i ] == x && a [ j ] == x ），就导致一直停滞，死循环。

那能不能 将 while 中的判断条件中的 “ < ” 改为 "<=" （ a[ i ] <= x )

❌

若选取的x是数组里最大的数，序列中所有的数都满足q[i] <= x，会导致i会一直++发生越界都不会停下来。

若选取的x是数组里最小的数，同理q[j] >= x恒成立，j会一直--发生越界。