下面三种算法都是取了一个随机数作为被对比元素。防止在数组是较为有序(比如十万个数中只有数十个乱序的数),的情况下造成分割不平儿,退化成O(n^2)级别的排序。
同时还有别的优化思路,比如在递归到一个比较小级别的数组的时候,插入排序是比快排快的。就可以考虑在(right - left == 15)的情况下,换成插入排序。
单路快排
简单,而且是O(nlogn)级别的快速排序。适合白板写。
在有较多重复元素的时候有,会造成左右分配不平衡的问题,可能会退化成O(n^2)级别的排序。
template
void quciSort(T arr[], int l, int r);
template
int __quickSort(T arr[], int l, int r);
template
void quciSort(T arr[],int n) {
__quickSort(arr, 0, n-1);
}
template
void __quickSort(T arr[], int l, int r){
if (l >= r)
return;
swap( arr[l] , arr[rand()%(r-l+1)+l] );
T v = arr[l];
int j = l;
for( int i = l + 1 ; i <= r ; i ++ ) {
if( arr[i] < v ){
j ++;
swap( arr[j] , arr[i] );
}
}
swap( arr[l] , arr[j]);
__quickSort(arr, l, p-1 );
__quickSort(arr, p+1, r);
}
双路快排
最为经典的快排,可以处理绝大部分情况。
template
void quickSort2(T arr[], int n);
template
void quickSort2(T arr[], int l, int r);
template
void quickSort2(T arr[], int n) {
__quickSort2(arr,0,n-1);
}
template
void __quickSort2(T arr[], int l, int r) {
if (l >= r)
return;
swap( arr[l] , arr[rand()%(r-l+1)+l] );
T v = arr[l];
int i = l+1, j = r;
while( true ){
while( i <= r && arr[i] < v )
i ++;
while( j >= l+1 && arr[j] > v )
j --;
if( i > j )
break;
swap( arr[i] , arr[j] );
i ++;
j --;
}
swap( arr[l] , arr[j]);
__quickSort2(arr,l,j-1);
__quickSort2(arr,j+1,r);
}
三路快排
比双路快排多考虑一个与被对比元素相等的情况。在完全随机且left-right较大的情况下,会比双路慢一丢丢(因为多一个判断)。但在有大量相同的元素的情况下,速度很快。
这个看看就行了,我也是抄的。
template
void quickSort3Ways(T arr[], int n);
template
void __quickSort3Ways(T arr[], int l, int r);
template
void quickSort3Ways(T arr[], int n){
srand(time(NULL));
__quickSort3Ways( arr, 0, n-1);
}
template
void __quickSort3Ways(T arr[], int l, int r){
if( l >= r )
return;
swap( arr[l], arr[rand()%(r-l+1)+l ] );
T v = arr[l];
int lt = l; // arr[l+1...lt] < v
int gt = r + 1; // arr[gt...r] > v
int i = l+1; // arr[lt+1...i) == v
while( i < gt ){
if( arr[i] < v ){
swap( arr[i], arr[lt+1]);
i ++;
lt ++;
}
else if( arr[i] > v ){
swap( arr[i], arr[gt-1]);
gt --;
}
else{ // arr[i] == v
i ++;
}
}
swap( arr[l] , arr[lt] );
__quickSort3Ways(arr, l, lt-1);
__quickSort3Ways(arr, gt, r);
}