用非递归的方法实现快速排序

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#快速排序 #非递归 #栈 #循环

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本文介绍了如何使用非递归的循环方法实现快速排序。通过维护一个栈来模拟递归过程，首先将数组的首尾下标压栈，然后在栈不空的情况下，弹出两个下标定义排序区间，进行partition操作找到中位数下标。根据中位数与区间的边界位置，决定是否继续将子区间下标压栈，直至栈为空，完成排序过程。

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用递归的方法实现的算法一般都可以用非递归，即循环，的方法实现。实现的方法一般都需要借助一个栈。

记待排序数组为a, 有N个数。本算法的思路很简单：

1、先将数组的尾下标和首下标先后压入栈s;

2、当s不为空时，从s中先后弹出两个数front和end，表示待排序的区间。在该区间内使用partion算法，返回中位数下标mid；

3、当mid-front>=2时，a[front]~a[mid-1]需要进一步排序，将mid-1和front先后入栈；否则不做操作。当rear-mid>=2时，

a[mid+1]~a[rear]需要进一步排序，将rear和mid+1先后入栈；否则不做操作。

4、重复步骤2、3，直到s为空。

代码如下：

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;

int Partition(int a[], int front, int rear);
int main()
{
	int a[]={1, 3, -2, 42, 89, 26, 9, 0, 267};
	int N=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
	stack<int> s;
	s.push(N-1);
	s.push(0);
	int front, rear, mid; 
	while(!s.empty())
	{
		front=s.top();
		s.pop();
		rear=s.top();
		s.pop();
		mid=Partition(a, front, rear);
		if(mid-front>=2)
		{
			s.push(mid-1);
			s.push(front);
		}
		if(rear-mid>=2)
		{
			s.push(rear);
			s.push(mid+1);
		}
	}
	for(int i=0; i<N; i++)
		cout<<a[i]<<' ';
	cout<<endl;
	system("pause");
}

int Partition(int a[], int front, int rear)
{
	int temp=a[front];
	int i=front, j=rear;
	while(i<j)
	{
		while(a[j]>=temp && j>i)
			j--;
		if(j>i)
		{
			a[i]=a[j];
			i++;
		}
		while(a[i]<=temp && j>i)
			i++;
		if(j>i)
		{
			a[j]=a[i];
			j--;
		}
	}
	a[i]=temp;
	return i;
}