c++ 快速排序

 1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 void swap(int &a,int &b)
 5 {
 6     if(a==b)
 7         return;
 8     a=a+b;
 9     b=a-b;
10     a=a-b;
11 }
12 
13 int qsort(int *array,int low,int high)
14 {
15     int key=array[low];
16     cout<<"key="<<key<<endl;
17     while(low < high)
18     {
19         while(low < high && key <= array[high])
20             high--;
21         swap(array[low],array[high]);
22         
23         while(low < high && key >= array[low])
24             low++;
25         swap(array[low],array[high]);
26     }
27     cout<<"low="<<low<<endl;
28     return low;
29 }
30 
31 void quitsort(int *buf,int low,int high)//参数里的low永远都是0,high永远都是sizeof(buf)/sizeof(int)-1
32 {
33     if(low < high)
34     {
35         int pos=qsort(buf,low,high);
36 
37         //qsort(buf,low,key-1);//递归错误!
38         //qsort(buf,key+1,high);
39         quitsort(buf,low,pos-1);//前面的if(low < high)判断很重要
40         quitsort(buf,pos+1,high);
41     }
42 }
43 
44 void print(int *p,int length)
45 {
46     for(int i=0;i<length;++i)
47     {
48         cout<<p[i]<<" ";
49     }
50     cout<<endl;
51 }
52 
53 int main()
54 {
55     //int buf[10]={2,3,60,42,8,199,20,5,6,7};
56     int buf[6]={5,8,9,16,2,4};
57     cout<<"排序前:"<<endl;
58     print(buf,sizeof(buf)/sizeof(int));
59     quitsort(buf,0,sizeof(buf)/sizeof(int)-1);
60     cout<<"排序后:"<<endl;
61     print(buf,sizeof(buf)/sizeof(int));
62 }

g++ -std=c++11编译

转载于:https://www.cnblogs.com/Hwangzhiyoung/p/8435021.html

<think>嗯,用户让我介绍一下C++快速排序。首先,我需要回忆一下快速排序的基本原理,确保自己理解正确。快速排序是一种分治算法,对吧?它的核心思想是选择一个基准元素,然后把数组分成两部分,一部分比基准小,另一部分比基准大,然后递归地对这两部分排序。 接下来,我应该考虑用户可能的背景。用户可能已经有一定的编程基础,但对快速排序的具体实现不太熟悉,或者想了解如何在C++中实现它。他们可能需要具体的代码示例和步骤解释。 我要确保解释清晰,分步骤说明。比如,先讲分治的思想,然后选择基准的方法,比如常见的选第一个元素或者中间元素。然后解释分区过程,也就是将元素按基准分成左右两部分。这部分可能需要详细说明如何交换元素,以及双指针法的使用。 然后,递归地对左右子数组进行排序,直到整个数组有序。这里需要注意递归的终止条件,当子数组长度小于等于1时停止。 用户可能关心时间复杂度和稳定性。快速排序的平均时间复杂度是O(n log n),最坏情况下是O(n²),但通过随机选择基准可以避免最坏情况。同时,快速排序是不稳定的排序算法。 还有可能要考虑代码实现的细节,比如如何在C++中传递数组,是否需要处理左右索引。例如,函数参数可能包括数组的引用,起始和结束索引。在分区函数中,可能需要使用双指针,一个从左向右找大的元素,另一个从右向左找小的元素,然后交换,直到指针相遇,最后将基准放到正确的位置。 另外,可能需要比较与其他排序算法的区别,比如归并排序,堆排序等。但用户可能主要关注快速排序本身,所以这部分可以简要提及,或者放在最后作为补充。 还要注意代码的正确性,比如处理重复元素的情况,确保分区过程不会陷入死循环。测试用例可能会有帮助,但用户可能不需要具体的测试代码,但可以提到如何验证实现的正确性。 总结一下,回答的结构应该是先介绍快速排序的基本思想,然后分步骤详细解释实现过程,包括选择基准、分区、递归排序,最后给出C++的代码示例,并分析时间复杂度和注意事项。确保语言通俗易懂,代码注释清晰,方便用户理解和应用。</think>以下是对C++快速排序的详细介绍: ### 一、算法思想 快速排序采用分治策略: 1. 选择一个基准元素(pivot) 2. 将数组分为两部分: - 左半部分元素 ≤ pivot - 右半部分元素 ≥ pivot 3. 递归地对左右子数组进行排序 时间复杂度: - 平均:$O(n \log n)$ - 最坏:$O(n^2)$(可通过随机选择pivot避免) ### 二、C++实现代码 ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 分区函数(双指针法) int partition(int arr[], int low, int high) { int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准 int i = low - 1; // 指向小于基准的最后一个元素 for (int j = low; j < high; j++) { if (arr[j] < pivot) { i++; swap(arr[i], arr[j]); } } swap(arr[i + 1], arr[high]); return i + 1; } // 递归排序函数 void quickSort(int arr[], int low, int high) { if (low < high) { int pi = partition(arr, low, high); quickSort(arr, low, pi - 1); quickSort(arr, pi + 1, high); } } // 示例用法 int main() { int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); quickSort(arr, 0, n-1); cout << "排序结果: "; for (int i=0; i<n; i++) cout << arr[i] << " "; return 0; } ``` ### 三、关键步骤解析 1. **选择基准**:示例代码选择最后一个元素,实际可优化为随机选择或三数取中法 2. **分区过程**: - 使用双指针`i`和`j` - `i`标记较小元素的边界 - `j`遍历数组,发现小于基准的元素时与`i`位置交换 3. **递归排序**:将分区后的左右子数组分别递归处理 ### 四、优化建议 1. 小数组切换为插入排序(当n < 10时) 2. 三数取中法选择pivot: ```cpp // 在partition函数开头添加: int mid = low + (high - low)/2; if (arr[low] > arr[high]) swap(arr[low], arr[high]); if (arr[mid] > arr[high]) swap(arr[mid], arr[high]); if (arr[low] < arr[mid]) swap(arr[low], arr[mid]); // 此时arr[low]为中值 ``` ### 五、特点总结 - 原地排序:不需要额外存储空间 - 不稳定排序:相等元素可能改变相对位置 - 实际应用中最快的通用排序算法之一 - 适合处理大规模数据 建议通过调试观察每次分区后的数组状态,可以更直观理解算法执行过程。
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