分治法之快速排序

本文深入探讨了快速排序算法的思想、实现过程及关键步骤,包括如何选择枢轴、数组分区以及递归处理子数组的方法。通过具体示例,详细解释了算法的工作原理,并提供了完整的代码实现。

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算法思想:我们知道,归并排序是按照元素的位置来排序的,直接以中间为界限分为左右两个子数组,而快速排序是按照元素的大小来进行排序的:
一个数列a[l....r],选定其中一个元素作为枢轴,我们这边选择第一个元素即a[l],接下来我们扫描a[l+1,...,r]中的元素,把小于a[l]的元素放到a[l]的前面,大于a[l]的元素放到a[l]的后面。
这里,我们用i从a[l+1]到a[r]进行扫描,j则从a[r]到a[l+1]逆序扫描,当a[i]>a[l]的时候,i停止下来,当a[j]<a[l]的时候,j停下来,当i和j同时停止下来的时候就swap(a[i],a[j])。与此同时,还要判断if(i >= j)  swap(a[l],a[j])。这样数组分区的目的就达到了。再对分好区的左右两个子数组递归处理就行
int  Partition(int a[], int left, int right);     //left,right分别为a数组的左右界,  函数返回值是分好区后枢轴元素的位置即j的值

#include <iostream>
#include <time.h>
#include "functions.h"
using namespace std;

int Partition(int a[], int left, int right)
{
	int p = a[left];
	int i = left + 1;
	int j = right;
	while(1)
	{
		//给i设定一个哨兵,防止越过数组范围
		while(a[i] < a[left] && i < right) i++;
		while(a[j] > a[left]) j--;

		if(i >= j)
		{
			swap(a[left], a[j]);
			break;
		}
		else
			swap(a[i], a[j]);
			
	}
	return j;
}

void QuickSort(int a[], int left, int right)
{
	int s ;
	if(left < right)
	{
		s = Partition(a, left, right);

		QuickSort(a, left, s -1);
		QuickSort(a, s + 1, right);
	}
}

int main()
{
	int a[10000];
	GenerateRand(a, 10000);
	QuickSort(a, 0, 9999);
	for(int  i = 0; i < 10000; i++)
	{
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
	return 0;
}



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