快速选择SELECT算法实现

#include<iostream>   
#include <time.h>  
using namespace std;
typedef int Data;  
#define SWAP(x,y)  {Data t=x;x=y;y=t;}  
const static int num_array = 14;

// 快速选择，平均时间复杂度O(N)
int quickSelect( Data* A, int beg, int end, int K )
{
Data pivot; 
int i, j;
if ( end - beg + 1 < K )  // error
{
printf("error!\n");
exit(0);
}
pivot = A[beg];
i = beg;
j = end + 1;
// 将数组分为小于pivot和大于pivot的两部分
for ( ;; )
{
while( A[++i] < pivot );
while( A[--j] > pivot );
if ( i > j ) break;
SWAP( A[i], A[j] );
}
SWAP( A[beg], A[j] );
if ( j - beg  == K-1 )   // 如果小于pivot的数目刚好为K-1个，这返回该pivot
return A[j];
else if ( j - beg >= K ) // 否则，如果小于pivot的数目大于K-1个，则返回该部分中第K大的数
return quickSelect( A, beg, j-1, K );
else
return quickSelect( A, j+1, end, K-(j-beg+1) );
}


int main()    
{    
    int array[num_array]={0,45,78,55,47,5,3,4,7,8,96,36,45,66};    
    // 寻找第k最小数    
    int k = 4;    
    int i = quickSelect(array, 0, num_array - 1, k);    
    cout << "第"<<k<<"最小的数为："<< i << endl;    
    while(true)
      ;
    return 0;    

}   

//以下为参考

//copyright@ yansha && July && 飞羽  
//July、updated，2011.05.19.清晨。  
//版权所有，引用必须注明出处：http://blog.youkuaiyun.com/v_JULY_v。  
#include <iostream>  
#include <time.h>  
using namespace std;  
  
const int num_array = 13;  
const int num_med_array = num_array / 5 + 1;  
int array[num_array];  
int midian_array[num_med_array];  
  
//冒泡排序（晚些时候将修正为插入排序）  
/*void insert_sort(int array[], int left, int loop_times, int compare_times) 
{ 
    for (int i = 0; i < loop_times; i++) 
    { 
        for (int j = 0; j < compare_times - i; j++) 
        { 
            if (array[left + j] > array[left + j + 1]) 
                swap(array[left + j], array[left + j + 1]); 
        } 
    } 
}*/  
  
/* 
//插入排序算法伪代码 
INSERTION-SORT(A)                              cost    times 
1  for j ← 2 to length[A]                      c1      n 
2       do key ← A[j]                          c2      n - 1 
3          Insert A[j] into the sorted sequence A[1 ‥ j - 1].     0...n - 1 
4          i ← j - 1                           c4      n - 1 
5          while i > 0 and A[i] > key           c5       
6             do A[i + 1] ← A[i]               c6       
7             i ← i - 1                        c7       
8          A[i + 1] ← key                      c8      n - 1 
*/  
//已修正为插入排序，如下：  
void insert_sort(int array[], int left, int loop_times)  
{  
    for (int j = left; j < left+loop_times; j++)  
    {  
        int key = array[j];  
        int i = j-1;  
        while ( i>left && array[i]>key )  
        {  
            array[i+1] = array[i];  
            i--;  
        }  
        array[i+1] = key;  
    }  
}  
  
int find_median(int array[], int left, int right)  
{  
    if (left == right)  
        return array[left];  
      
    int index;  
    for (index = left; index < right - 5; index += 5)  
    {  
        insert_sort(array, index, 4);  
        int num = index - left;  
        midian_array[num / 5] = array[index + 2];  
    }  
      
    // 处理剩余元素  
    int remain_num = right - index + 1;  
    if (remain_num > 0)  
    {  
        insert_sort(array, index, remain_num - 1);  
        int num = index - left;  
        midian_array[num / 5] = array[index + remain_num / 2];  
    }  
      
    int elem_aux_array = (right - left) / 5 - 1;  
    if ((right - left) % 5 != 0)  
        elem_aux_array++;  
      
    // 如果剩余一个元素返回，否则继续递归  
    if (elem_aux_array == 0)  
        return midian_array[0];  
    else  
        return find_median(midian_array, 0, elem_aux_array);  
}  
  
// 寻找中位数的所在位置  
int find_index(int array[], int left, int right, int median)  
{  
    for (int i = left; i <= right; i++)  
    {  
        if (array[i] == median)  
            return i;  
    }  
    return -1;  
}  
  
int q_select(int array[], int left, int right, int k)  
{  
    // 寻找中位数的中位数  
    int median = find_median(array, left, right);  
      
    // 将中位数的中位数与最右元素交换  
    int index = find_index(array, left, right, median);  
    swap(array[index], array[right]);  
      
    int pivot = array[right];  
      
    // 申请两个移动指针并初始化  
    int i = left;   
    int j = right - 1;    
      
    // 根据枢纽元素的值对数组进行一次划分  
    while (true)  
    {    
        while(array[i] < pivot)  
            i++;  
        while(array[j] > pivot)  
            j--;  
        if (i < j)   
            swap(array[i], array[j]);   
        else     
            break;     
    }  
    swap(array[i], array[right]);   
      
    /* 对三种情况进行处理：(m = i - left + 1) 
    1、如果m=k，即返回的主元即为我们要找的第k小的元素，那么直接返回主元a[i]即可; 
    2、如果m>k，那么接下来要到低区间A[0....m-1]中寻找，丢掉高区间; 
    3、如果m<k，那么接下来要到高区间A[m+1...n-1]中寻找，丢掉低区间。 
    */  
    int m = i - left + 1;      
    if (m == k)  
        return array[i];  
    else if(m > k)    
        //上条语句相当于if( (i-left+1) >k)，即if( (i-left) > k-1 )，于此就与2.2节里的代码实现一、二相对应起来了。  
        return q_select(array, left, i - 1, k);    
    else    
        return q_select(array, i + 1, right, k - m);  
}  
  
int main()  
{  
    //srand(unsigned(time(NULL)));  
    //for (int j = 0; j < num_array; j++)  
    //array[j] = rand();  
      
    int array[num_array]={0,45,78,55,47,4,1,2,7,8,96,36,45};  
    // 寻找第k最小数  
    int k = 4;  
    int i = q_select(array, 0, num_array - 1, k);  
    cout << i << endl;  
      
    return 0;  
}