数组快排的四种方法_数组快速排序-优快云博客

1.快排递归版

如上图所示

数组第一个数值为key，设立两个指针L和R从数组两边向中间移动，右边指针先移动，如果右边指针指向比key小的数值那么key继续向中间移动，直到指向的数值比key要大停止。左边指针在右边指针停止后移动，如果指向了比key数值小的那么继续向中间移动，直到指向比key要大或者与R指针指向的位置相同停下。

再左边指针停下后如果L指针和R指针没有重合那么交换L和R指向位置的数据，如果L指针和R指针重合那么交换key和R或L指针指向的数据。这样在key左边的数据就比key小在key右边的数据就比key要大。我们再来看图理解

通过不断的递归最终达到排序的目的，使每个数都放在自己大小对应的位置。

重点：在递归只剩一个数或没有数的时候return

代码实现如下

void swap(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
void QuickSort(int* a, int left, int right)
{
	if (left >= right)
	{
		return;
	}
	if (right - left < 10)
	{
		InsertSort(a, right-left);
		return;
	}
	int mid = Getmid(a, left, right);
	swap(&a[left], &a[mid]);
	int key1 = left;
	int begin = left + 1, end = right;
	while (begin < end)
	{
		while (a[end] > a[key1] && begin != end)
		{
			end--;
		}
		while (a[begin] < a[key1]&& begin!=end)
		{
			begin++;
		}
		swap(&a[begin], &a[end]);
		if (begin == end)
		{
			swap(&a[key1], &a[end]);
		}
	}

	QuickSort(a, end + 1, right);
	QuickSort(a, left, end - 1);

}

2.快排非递归

快排非递归和递归相似，主要是要考虑如何存放数据（函数处理时左右的位置数据）

我们可以设置一个栈来存储数据left 和 right

每次排完序将两边的左右位置数据放入栈中，下一次排序在将栈中的数据拿出来用，用完再将两边的数据放入栈中，当两边其中有一边的数据个数只有一个或者是一个数据都没有，那么就不需要将左右两边的位置数据放入栈中。当栈中没有数据时停止循环，排序结束。

代码实现如下

void swap(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
int PartSort1(int* a, int left, int right)
{
	int MID = Getmid(a, left, right);
	swap(&a[left], &a[MID]);
	int begin = left;
	int keyi = left;
	int end = right;
	while (begin<end)
	{
		while (a[keyi] <= a[end] &&  begin < end)
		{
			end--;
		}
		while (a[keyi] >= a[begin] && begin < end)
		{
			begin++;
		}
		swap(&a[begin], &a[end]);
	}
	swap(&a[keyi], &a[begin]);
	return begin;
}
void QuickSortNonR(int* a, int left, int right)
{
	ST SQ;
	STInit(&SQ);
	int begin = left;
	int end = right;
	STPush(&SQ, begin);
	STPush(&SQ, end);
	while (!STEmpty(&SQ))
	{
		end = STTop(&SQ);
		STPop(&SQ);
		begin = STTop(&SQ);
		STPop(&SQ);
		int keyi = PartSort1(a, begin, end);
		if (keyi - 1> begin)
		{
			STPush(&SQ, begin);
			STPush(&SQ, keyi - 1);
		}
		if (keyi + 1 < end)
		{
			STPush(&SQ, keyi + 1);
			STPush(&SQ, end);
		}
	}
}

3.快排前后指针法

快排前后指针依然是设立数组第一个数为key，然后设立两个指针front和back，front指向key的下一个位置，back指向key，排序时back向前走一步，然后front再向前走一步，如果front指向的值比key要大那么front继续向前走一步，如果front指向的值要比key要小那么back向前走一步，并且back指向的值与front进行交换，直到front指向的位置超出数组停止循环，key指向的数值与back进行交换，完成一次排序。

具体流程请看VCR

代码实现如下

void swap(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
int PartSort3(int* a, int left, int right)
{
	int head = left+1, tail = left;
	while (head <= right&& head>tail)
	{
		if (a[head] >= a[left])
		{
			head++;
		}
		else
		{
			tail++;
			swap(&a[tail], &a[head]);
		}
	}
	swap(&a[tail], &a[left]);
	return tail;
}

4.快排挖坑法

设立一个整形变量key存储数组第一个数，将数组第一个数置为0（不置也没关系）

再设立两个指针一个L指向数组第二个节点，一个R指向数组最后一个节点，从R开始，向中间遍历直到遇到比key小的数停下，然后L指针开始从数组左边向中间遍历直到遇到比key大的数据停下，当L停下后将R指向的数据放入空的位置中将L的数据放入R中，然后继续这样的循环直到L遇上了R，那么他们指向的数据放入空的位置中再将key的数据放入L中便完成了一次排序

代码实现如下

void swap(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
int PartSort2(int* a, int left, int right)
{
	int MID = Getmid(a, left, right);
	swap(&a[left], &a[MID]);
	int begin = left;
	int keyi = left;
	int num = a[left];
	int end = right;
	while (begin < end)
	{
		while (num <= a[end] && begin < end)
		{
			end--;
		}
		swap(&a[keyi], &a[end]);
		keyi = end;
		while (num >= a[begin] && begin < end)
		{
			begin++;
		}
		swap(&a[begin], &a[keyi]);
		keyi = begin;
	}
	a[keyi] = num;
	return begin;
}