18、快速排序(代码)

先分享个视频教学网址,讲的很nice! https://www.bilibili.com/video/BV1it41167v2?from=search&seid=7944545082422790984

  • 概念
快速排序的基本思想:通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。
  • 思路:
快速排序使用分治法来把一个串(list)分为两个子串(sub-lists)。具体算法描述如下:

1、从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot);
2、重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作;
3、递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
  • 代码
package Sort;

import java.util.Arrays;

public class QuickSort {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		QuickSort quickSort = new QuickSort();
		int[] arr = {9,6,0,2,5,2,7,1,8};
		quickSort.quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
		System.out.println(Arrays.toString(arr));

	}
	
	/**
	 * 我们将数组的第一个元素当做基准 pivot
	 * @param arr   待排数组
	 * @param left  左边的索引值(最小的索引值)
	 * @param right 右边的索引值(最大的索引值)
	 */
	public void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
		if(left > right) {
			return;
		}
		//定义基准值:规定将数组第一个元素当做基准pivot
		//此时,应该先进行右遍历,再进行左遍历,否则两个索引值相遇时,指向的元素比基准大。
		int pivot = arr[left];
		//首先定义一个变量,用来当左索引
		int i = left;
		//定义一个变量用来当右索引
		int j = right;
		//定义个临时变量,用于元素交换
		int temp;
		
		
		//开始进行右左索引
		while(i != j) {
			
			//先进行右索引,直到找到比pivot小的元素
			while(i < j && arr[j] >= pivot) {
				j--;
			}
			//然后进行左索引,直到找到比pivot大的元素
			while(i < j && arr[i] <= pivot) {
				i++;
			}
			
			//此时,两者应该同时找到符合要求的元素了,将i和j指向的元素进行交换
			temp = arr[i];
			arr[i] = arr[j];
			arr[j] = temp;			
		}
		
		//此时,i和j指向同一个元素,将这个元素和基准元素进行交换
		arr[left] = arr[i];
		arr[i] = pivot;
		
		//此时,一遍快排完成,
		//同时,对由基准划分的左右两个数组分别进行快排
		quickSort(arr, left, i-1);
		quickSort(arr, i+1, right);	
	}

}
### 回答1: C#中快速排序的完整代码如下: ``` using System; using System.Linq; class QuickSort { static void Main(string[] args) { int[] arr = { 10, 7, 8, 9, 1, 5 }; int n = arr.Length; QuickSort_Recursive(arr, 0, n - 1); Console.WriteLine("Sorted array:"); Console.WriteLine(string.Join(" ", arr)); } static void QuickSort_Recursive(int[] arr, int start, int end) { if (start < end) { int partitionIndex = Partition(arr, start, end); QuickSort_Recursive(arr, start, partitionIndex - 1); QuickSort_Recursive(arr, partitionIndex + 1, end); } } static int Partition(int[] arr, int start, int end) { int pivot = arr[end]; int i = (start - 1); for (int j = start; j < end; j++) { if (arr[j] <= pivot) { i++; int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } int temp1 = arr[i + 1]; arr[i + 1] = arr[end]; arr[end] = temp1; return i + 1; } } ``` 请注意,这段代码是一个控制台应用程序,需要使用Visual Studio或其他类似工具编译运行。 ### 回答2: 下面是C#中的一个快速排序的完整代码实现: ```csharp using System; class QuickSort { static void Main(string[] args) { int[] array = { 5, 12, 2, 18, 9, 7, 15, 3 }; Console.WriteLine("排序前的数组:"); PrintArray(array); QuickSortAlgorithm(array, 0, array.Length - 1); Console.WriteLine("排序后的数组:"); PrintArray(array); } static void QuickSortAlgorithm(int[] array, int left, int right) { if (left < right) { int pivotIndex = Partition(array, left, right); QuickSortAlgorithm(array, left, pivotIndex - 1); QuickSortAlgorithm(array, pivotIndex + 1, right); } } static int Partition(int[] array, int left, int right) { int pivot = array[right]; int i = left - 1; for (int j = left; j < right; j++) { if (array[j] <= pivot) { i++; Swap(array, i, j); } } Swap(array, i + 1, right); return i + 1; } static void Swap(int[] array, int i, int j) { int temp = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = temp; } static void PrintArray(int[] array) { for (int i = 0; i < array.Length; i++) { Console.Write("{0} ", array[i]); } Console.WriteLine(); } } ``` 这段代码首先定义一个`QuickSort`类,并在`Main`方法中初始化一个整型数组。然后调用`QuickSortAlgorithm`方法实现快速排序,并在排序前后分别输出数组内容。每个方法的功能如下: - `QuickSortAlgorithm`方法递归地利用`Partition`方法进行排序。如果左边索引小于右边索引,则选择一个枢纽(pivot)元素并调用`Partition`方法将数组划分为两个子数组,然后再对子数组分别递归调用`QuickSortAlgorithm`方法进行排序。 - `Partition`方法选择一个枢纽元素,将小于枢纽元素的元素放在枢纽元素左边,大于枢纽元素的元素放在右边,最后返回枢纽元素的索引。 - `Swap`方法用于交换数组中的两个元素。 - `PrintArray`方法用于输出数组的内容。 最后,程序运行时会按顺序先输出排序前的数组,然后输出排序后的数组。 ### 回答3: C#快速排序是一种常用的排序算法,它通过选择一个基准元素,将数组分成两个子数组,然后对子数组进行递归排序。以下是C#实现快速排序的完整代码: ```csharp using System; public class QuickSort { public static void Main(string[] args) { int[] array = { 5, 9, 3, 1, 8, 6, 2, 7, 4 }; Console.WriteLine("排序前的数组:"); PrintArray(array); QuickSortAlgorithm(array, 0, array.Length - 1); Console.WriteLine("排序后的数组:"); PrintArray(array); } static void QuickSortAlgorithm(int[] array, int left, int right) { if(left < right) { int pivot = Partition(array, left, right); if(pivot > 1) { QuickSortAlgorithm(array, left, pivot - 1); } if(pivot + 1 < right) { QuickSortAlgorithm(array, pivot + 1, right); } } } static int Partition(int[] array, int left, int right) { int pivot = array[left]; while(true) { while(array[left] < pivot) { left++; } while(array[right] > pivot) { right--; } if(left < right) { if(array[left] == array[right]) { return right; } int temp = array[left]; array[left] = array[right]; array[right] = temp; } else { return right; } } } static void PrintArray(int[] array) { foreach(int num in array) { Console.Write(num + " "); } Console.WriteLine(); } } ``` 这段代码中,我们首先定义了一个数组,然后调用`QuickSortAlgorithm`函数进行排序,并输出排序前后的数组。`QuickSortAlgorithm`函数使用递归方式实现快速排序,它通过选择基准元素并将数组分成两个子数组,分别对子数组进行排序。`Partition`函数用于确定基准元素的位置,并将小于基准元素的值放在左边,大于基准元素的值放在右边。最后,我们通过`PrintArray`函数打印出排序后的数组。
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