C++中快排模板调用

本文介绍了如何在C++中使用库函数进行快速排序,包括调用`qsort()`函数的详细参数说明以及实现比较函数`comp`的方法。调用`qsort()`需要包含`<cstdlib>`头文件,并根据排序需求定义`comp`函数,确保排序的正确性和效率。

在现在的各种内部排序算法中快速排序被认为是效率最高的排序算法(快速排序原理),因此在C++的库函数中已经封装了快排函数。所以在平时的编程,我们可以直接调用这已库函数,而不必自己去实现。这样一方面由快排保证了程序的效率,另一方面也保证程序的正确性和可读性。

 

调用c++快排的库函数的格式:

假设待排序的数组是:T arr[100],那么调用快排函数的格式为:

qsort(arr,100,sizeof(arr[0]),comp);

第一个参数:arr是待排序的数组的数组名

第二个参数:100是待排序数组的大小

第三个参数:sizeof(arr[0])表示待排序数组中的每个元素的大小

第四个参数:comp是待排序数组中元素的比较函数

要调用快排的库函数必须要满足两个条件:

1,载入<cstdlib>,即#include<cstdlib>

2,实现comp函数

 

下面数一下comp函数:

comp的函数定义格式为 :

int comp(const void a,const void b)

如果要按从小到大排序,那么在 a < b 时返回一个负数,a > b 是返回一个正数,a == b 返回0

反之则a < b 时返回一个正数,a > b 是返回一个负数,a == b 返回0

下面实现集中常见类型的比较函数(按照从小到大的顺序)

### 原理 C++的`sort()`函数使用的排序方法类似于快速排序,时间复杂度为$n*log_2(n)$,执行效率较高。它是C++标准库里的排序函数,调用标准库里的排序方法时,不必知道其内部是如何实现的,只要能得到想要的结果即可。快速排序的基本思想是通过选择一个基准元素,将数组分为两部分,使得左边部分的元素都小于等于基准元素,右边部分的元素都大于等于基准元素,然后递归地对左右两部分进行排序 [^2][^3]。 ### 实现 `sort`函数包含在头文件为`#include<algorithm>`的C++标准库中,使用时还需`using namespace std;`。它可以有三个参数,也可以有两个参数。三个参数时,第一个是要排序的数组的起始地址,第二个是结束的地址 +1(最后一位要排序的地址 +1),第三个参数是排序的方法,可以是从大到小也可以是从小到大,还可以不写第三个参数,此时默认的排序方法是从小到大排序。其使用模板为`sort(start,end + 1,排序方法)`,例如从小到大排序`sort(a,a + d)`,从大到小排序`sort(a,a + d,cmp)`,其中`d`等于要排序的元素的个数,`cmp`函数示例如下: ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; bool cmp(int a, int b) { return a > b; } int main() { int a[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5}; int d = sizeof(a) / sizeof(a[0]); // 从小到大排序 sort(a, a + d); for (int i = 0; i < d; i++) { cout << a[i] << " "; } cout << endl; // 从大到小排序 sort(a, a + d, cmp); for (int i = 0; i < d; i++) { cout << a[i] << " "; } cout << endl; return 0; } ``` ### 应用 - **数组排序**:可以方便地为数组进行排序,解决实际问题。 - **自定义类型排序**:可以对任何可以排序的数据结构进行排序,能以任何想要的方式对任何数据类型(包括自定义的类和结构体)排序。例如,结合`sort`还可以实现插入排序和归并排序 [^4][^5]。 ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; // 插入排序结合sort void insertSort(int a[], int n) { for (int i = 2; i <= n; i++) { sort(a, a + i); // 每一趟的结果 for (int j = 0; j < n; j++) { cout << a[j] << " "; } cout << endl; } } // 归并排序结合sort void mergeSort(int a[], int n) { for (int i = 2; ; i *= 2) { for (int j = 0; j < n; j += i) { sort(a + j, a + ((j + i < n)? j + i : n)); } for (int j = 0; j < n; j++) { cout << a[j] << " "; } cout << endl; if (i > n) break; } } int main() { int a[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5}; int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]); cout << "Insert Sort:" << endl; insertSort(a, n); cout << "Merge Sort:" << endl; mergeSort(a, n); return 0; } ```
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