快速排序QuickSort

本文深入探讨了快速排序算法的实现细节,包括随机选取基准值、分区操作和递归调用等关键步骤。通过具体的代码示例,展示了如何使用C++语言实现快速排序,并提供了测试代码验证算法的有效性和正确性。
#include <iostream>
#include <exception>
#include <random>
#include <ctime>

using namespace std;

int RandomInRange(int start, int end)
{
	if (start < 0 || end < 0)
		throw new exception("无效的参数");

	srand((unsigned)time(NULL));
	if (start == end)
		return start;
	else if (start < end)
		return rand() % (end - start + 1) + start;
	else
		return rand() % (start - end + 1) + end;
}

int Partition(int data[], int length, int start, int end)
{
	if (data == nullptr || length <= 0 || start < 0 || end >= length)
		throw new exception("无效的参数");
	
	int index = RandomInRange(start, end);//随机生成一个标杆
	swap(data[index], data[end]);//把标杆放在最后一位,方便遍历
	int small = start - 1;
	for (index = start; index < end; ++index)
	{
		if (data[index] < data[end])
		{
			small++;
			if (small != index)//说明此时small和index之间有大于data[end]的元素
				swap(data[index], data[small]);
		}
	}
	small++;//此时small左边全是比data[end]小的元素,small指向了第一个比data[end]大的元素
	swap(data[end], data[small]);
	return small;
}
void QuickSort(int data[], int length, int start, int end)
{
	if (start == end)
		return;
	int index = Partition(data, length, start, end);

	if (index > start)
		QuickSort(data, length, start, index - 1);
	if (index < end)
		QuickSort(data, length, index + 1, end);
}

/*******************************测试代码****************************/

int* randomData(int n)//生成一个大小为n的随机数组
{
	int* data=(int*)malloc(n*sizeof(int));
	srand((unsigned)time(NULL));
	for (int i = 0; i < n; ++i)
	{
		data[i] = rand() % 100;
	}
	return data;
}

void ifPassed(int *data,int n)
{
	for (int i = 0; i < n - 1; ++i)
	{
		if (data[i] > data[i + 1])
		{
			cout << "失败" << endl;
			return;
		}
	}
	cout << "通过" << endl;
}

void test()
{
	int *data1=randomData(10);
	int *data2 = randomData(10);
	int *data3 = randomData(10);

	cout << "未排序的数据data1:" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		cout << data1[i] << " ";
	cout << endl;
	QuickSort(data1, 10, 0, 9);
	cout << "排序完的数据data1:" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		cout << data1[i] << " ";
	cout << endl;
	ifPassed(data1, 10);

	cout << "未排序的数据data2:" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		cout << data2[i] << " ";
	cout << endl;
	QuickSort(data2, 10, 0, 9);
	cout << "排序完的数据data2:" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		cout << data2[i] << " ";
	cout << endl;
	ifPassed(data2, 10);

	cout << "未排序的数据data3:" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		cout << data3[i] << " ";
	cout << endl;
	QuickSort(data3, 10, 0, 9);
	cout << "排序完的数据data3:" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		cout << data3[i] << " ";
	cout << endl;
	ifPassed(data3, 10);
}

int main()
{
	test();
	system("pause");
}
快速排序QuickSort)是一种高效的排序算法,它基于分治策略。该算法首先选择一个元素作为基准值(pivot),然后将待排序数组按照基准值分成两个子数组,一边是所有小于基准值的元素,另一边是所有大于等于基准值的元素。然后对两个子数组分别递归地进行快速排序,最后将两个子数组合并起来即可得到完整的有序数组。 以下是使用C++实现快速排序的代码: ```cpp void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) { if (left >= right) return; // 递归终止条件 int pivot = nums[left]; // 选择第一个元素作为基准值 int i = left, j = right; while (i < j) { // 一趟快速排序 while (i < j && nums[j] >= pivot) j--; // 从右往左找到第一个小于基准值的元素 if (i < j) nums[i++] = nums[j]; // 将该元素放入左半部分 while (i < j && nums[i] < pivot) i++; // 从左往右找到第一个大于等于基准值的元素 if (i < j) nums[j--] = nums[i]; // 将该元素放入右半部分 } nums[i] = pivot; // 将基准值放入合适的位置 quickSort(nums, left, i - 1); // 递归地对左半部分进行快速排序 quickSort(nums, i + 1, right); // 递归地对右半部分进行快速排序 } ``` 其中,`nums`表示待排序数组,`left`和`right`表示当前子数组的左右边界(初始时应为0和`nums.size()-1`)。我们首先选择第一个元素作为基准值,然后使用双指针i和j在数组中进行一趟快速排序,将小于基准值的元素放入左半部分,将大于等于基准值的元素放入右半部分。最后将基准值放入合适的位置,并递归地对左右两个子数组进行快速排序
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值