排序算法——快速排序

xiaoxiao2021-02-28  11

1. 算法概述

  快速排序(Quick Sort)是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是,通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分吗,其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小,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。   假设待排序的序列为{L.r[s],L.r[s+1],... ,L.r[r]},首先任意选取一个记录(通常可选第一个记录L.r[s])作为枢轴,然后按下述原则重新排列其余记录:将所有关键字较它小的记录都安置在它的位置之前,将所有关键字较它大的记录都安置在它的位置之后,由此可以该“枢轴”记录最后所落的位置i作分界线,将序列{L.r[s],L.r[s+1],... ,L.r[r]}分割成两个字序列{L.r[s],L.r[s+1],... ,L.r[r-1]} 和 {L.r[r+1],L.r[r+2],...  ,L.r[t]}。这个过程称做一趟快速排序(或一次划分)。   一趟快速排序的具体做法是:附设两个指针low和high,它们的初值分别为low和high,设枢轴记录的关键字为pivotkey,则首先从high所指位置起向前搜索找到第一个关键字小于pivotkey的记录和枢轴记录和枢轴互相交换,然后从low所指位置向前搜索,找到第一个关键字大于pivotkey的记录和枢轴记录相互交换,重复这两步直至low==high为止。

2. 算法分析

  通常,快速排序被认为是,在所有同数量级( O(nlogn))的排序方法中,其平均性能最好。但是,若初始记录序列按关键字有序或基本有序时,快速排序将蜕化为气泡排序,其时间复杂度为O(n^2)。为了改进之,通常依“三者取中”的法则来选取枢轴记录,即比较L.r[s].key、L.r[t].key和L.r[(s+t)/2].key,取三者中其关键字取中值得记录为枢轴。

3. 算法实现

/********************************************************************************* *Copyright(C),Your Company *FileName: main.cpp *Author: Huangjh *Version: *Date: 2017-12-19 *Description: 快速排序的实现 *Others: **********************************************************************************/ #include <stdio.h> void QuickSort(int *pBuffer, int iLow, int iHigh) { if (iLow >= iHigh) return; int iFirst = iLow; int iLast = iHigh; //这里用第一个记录作为枢轴,最好按之前说的用三者中值为枢轴 int iKey = pBuffer[iFirst]; while (iFirst < iLast) { while (iFirst < iLast && pBuffer[iLast] >= iKey) --iLast; pBuffer[iFirst] = pBuffer[iLast]; while (iFirst < iLast && pBuffer[iFirst] <= iKey) ++iFirst; pBuffer[iLast] = pBuffer[iFirst]; } pBuffer[iFirst] = iKey; QuickSort(pBuffer, iLow, iFirst - 1); QuickSort(pBuffer, iFirst + 1, iHigh); } int main(void) { int szBuffer[] = { 49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49 }; QuickSort(szBuffer, 0, sizeof(szBuffer) / sizeof(szBuffer[0]) - 1); printf("快速排序后的输出:\r\n"); for (int i = 0; i < sizeof(szBuffer) / sizeof(szBuffer[0]) - 1; i++) { printf("%d ", szBuffer[i]); } printf("\r\n"); return 0; }  输出结果如下所示: 快速排序后的输出: 13 27 38 49 49 65 76
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