快速排序

最新推荐文章于 2024-09-12 15:56:42 发布

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本文介绍了一种经典的排序算法——快速排序，并提供了一个改进版本。改进后的算法结合了快速排序和插入排序的优点，对于长度大于特定阈值的子序列使用快速排序，其余则采用插入排序，以提高整体效率。

选择一个基准元素,通常选择第一个元素，过一轮排序将数据分为两部分，左边小于基准右边大于基准元素，然后分别对这两部分记录用递归的方法继续进行排序，直到整个序列有序。
1.第一趟排序
这里写图片描述
2.排序全过程

排序实现过程

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 10

void swap(int arr[], int a, int b)
{
    int temp = arr[a];
    arr[a] = arr[b];
    arr[b] = temp;
}

//选择首元素作为基准元素，通过一轮排序将数据分为两部分，左边小于基准右边大于基准元素 
int partition(int arr[], int low, int high)
{
    int pivot = arr[low]; //基准元素 

    while(low < high)
    {
        while(low < high && arr[high] >= pivot)
            --high;
        swap(arr, low, high);

        while(low < high && arr[low] <=  pivot)
            low++;
        swap(arr, low, high);

    }

    return low;
}

void QuickSort(int arr[], int low, int high)
{
    if(low < high)
    {
        int pivot = partition(arr, low, high);//把首元素做基准，找到合适位置 

        QuickSort(arr, low, pivot-1);//用递归的方法对基准左边的序列排序 
        QuickSort(arr, pivot+1, high);
    }
}

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    int i = 0;
    int arr[SIZE] = {3,2,8,9,5,6,88,0,99,44};

    for(i = 0; i < SIZE; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    QuickSort(arr, 0, SIZE-1);

    for(i = 0; i < SIZE; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

快速排序的改进方法
在本改进算法中,只对长度大于k的子序列递归调用快速排序,让原序列基本有序，然后再对整个基本有序序列用插入排序算法排序。实践证明，改进后的算法时间复杂度有所降低，且当k取值为 8 左右时,改进算法的性能最佳。算法思想如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 10

void swap(int arr[], int a, int b)
{
    int temp = arr[a];
    arr[a] = arr[b];
    arr[b] = temp;
}

//选择首元素作为基准元素，通过一轮排序将数据分为两部分，左边小于基准右边大于基准元素 
int partition(int arr[], int low, int high)
{
    int pivot = arr[low]; //基准元素 

    while(low < high)
    {
        while(low < high && arr[high] >= pivot)
            --high;
        swap(arr, low, high);

        while(low < high && arr[low] <=  pivot)
            low++;
        swap(arr, low, high);

    }

    return low;
}

void QsortImprove(int arr[], int low, int high, int k)
{

    if(low - high > k)
    {
        int pivot = partition(arr, low, high);//把首元素做基准，找到合适位置 

        QsortImprove(arr, low, pivot-1, k);//用递归的方法对基准左边的序列排序 
        QsortImprove(arr, pivot+1, high, k);
    }
}

void QuickSort(int arr[], int low, int high, int k)
{
    int i, j, m;
    QsortImprove(arr, low, high, k);

    for(i = 1; i < SIZE; i++)
    {
        int temp = arr[i];
        m = i;

        for(j = i-1; j >= 0 && arr[j] > temp; j--)
        {
            arr[j+1] = arr[j];
                m = j;
        }

        arr[m] = temp;
    }
}

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    int i = 0;
    int arr[SIZE] = {3,2,8,9,5,6,88,0,99,44};

    for(i = 0; i < SIZE; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    QuickSort(arr, 0, SIZE-1, 9);

    for(i = 0; i < SIZE; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}