【数据结构】之交换排序

最新推荐文章于 2025-09-21 16:07:11 发布

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最新推荐文章于 2025-09-21 16:07:11 发布 · 881 阅读

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本文详细介绍了交换排序中的冒泡排序和快速排序。冒泡排序通过相邻元素比较交换实现排序，最佳时间复杂度为O(N^2)，可通过优化提前结束排序。快速排序采用分而治之策略，平均时间复杂度为O(N*lgN)，包括前后指针法、挖坑法等实现方式，选取合适的基准值对效率影响较大。尽管快速排序在某些极端情况下效率降低，但总体表现优秀。

一、冒泡排序
第1趟：依次比较相邻两个数据元素(i = 0,1,2,…, n-2),若array[i]>array[i+1],则交换两个元素，否则不交换，这样数值最大的数据元素将被防止在a[n-1]中；
第2趟：数据个数减1，即数据元素个数为n-1，操作方式和1类似，排完之后数据序列中的次大元素保存在array[n-2]中；
当n-1趟结束时，排序结束。
这里写图片描述
实现代码如下所示：

void BubbleSort(int *array, int size)
{
    assert(array || size < 0);
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (; i < size - 1; ++i)
    {
        for (j = 0; j < size - i - 1; ++j)
        {
            if (array[j] > array[j + 1])
            {
                swap(array[j], array[j + 1]);
            }
        }
    }
}

当然，由上面的程序，我们可以看出，这个程序的效率特别的低，他需要O(N^2）的时间复杂度，当元素本来就有序的时候，他还是会比较那么多次，因此我们需要对程序进行下一步的优化，既当一圈比较下来，如果元素是有序的，即没有发生交换，则就终止程序，直接退出即可。

void BubbleSort(int *array, int size)
{
    assert(array || size < 0);
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (; i < size - 1; ++i)
    {
        bool flag = false;
        for (j = 0; j < size - i - 1; ++j)
        {
            if (array[j] > array[j + 1])
            {
                flag = true;
                swap(array[j], array[j + 1]);
            }
        }
        if (flag == false)
            break;
    }
}

二、快速排序
（一）前后指针法
这里写图片描述

代码实现如下：

int Partition1(int*array, int left, int right)
{
    int key = right;
    int begin = left;
    int end = right;
    while (begin < end)
    {
        while (begin < end && array[begin] <= array[key])//此处加等于的原因是：如果碰到相等的元素，不论是拍到左边还是右边是没有影响的
        {
            ++begin;
        }
        while (begin < end && array[end] >= array[key])
        {
            --end;
        }
        if (begin != end)
            swap(