主要内容:
1、算法思想
2、快速排序算法
3、划分算法partition
4、快排过程图解
5、完整代码
快速排序是C.R.A.Hoare于1962年提出的一种划分交换排序。它采用了一种分治的策略,通常称其为分治法(Divide-and-ConquerMethod)。
(1) 分治法的基本思想
分治法的基本思想是:将原问题分解为若干个规模更小但结构与原问题相似的子问题。递归地解这些子问题,然后将这些子问题的解组合为原问题的解。
(2)快速排序的基本思想
设当前待排序的无序区为R[low..high],利用分治法可将快速排序的基本思想描述为:
①分解Divide:
在R[low..high]中任选一个元素作为基准(Pivot),以此基准将当前无序区划分为左、右两个较小的子区间R[low..pivotpos-1)和R[pivotpos+1..high],并使左边子区间中所有记录的关键字均小于等于基准记录(不妨记为pivot)的关键字pivot.key,右边的子区间中所有记录的关键字均大于等于pivot.key,而基准记录pivot则位于正确的位置(pivotpos)上,它无须参加后续的排序。
②求解Divide:
通过递归调用快速排序对左、右子区间R[low..pivotpos-1]和R[pivotpos+1..high]快速排序。
③组合Conquer:
因为当"求解"步骤中的两个递归调用结束时,其左、右两个子区间已有序。对快速排序而言,"组合"步骤无须做什么,可看作是空操作。
复杂度分析:
最好的复杂度O(nlogn),每次partition时,pivot皆为中值。
最坏复杂度O(n^2),数组本身已是有序的。
partition过程会破坏数组元素间的相对顺序,所以快排不是稳定的排序。如[2,2,1]
void quickSort(vector<int> &num,int i,int j){ int left=i; int right=j; if(left<right){ int index=partition(num,left,right); quickSort(num,left,index-1); quickSort(num,index+1,right); } }
第一步:(初始化)设置两个指针i和j,它们的初值分别为区间的下界和上界,即i=low,i=high;选取无序区的第一个记录R[i](即R[low])作为基准记录,并将它保存在变量pivot中;(pivot的选择有三种方法,一种是选择区间的第一个或者最后一个,一种是选择区间的任意一个,还有一种是选择区间首、中、尾三者的中值)。
第二步:令j自high起向左扫描,直到找到第1个关键字小于pivot.key的记录R[j],将R[j])移至i所指的位置上,这相当于R[j]和基准R[i](即pivot)进行了交换,使关键字小于基准关键字pivot.key的记录移到了基准的左边,交换后R[j]中相当于是pivot;然后,令i指针自i+1位置开始向右扫描,直至找到第1个关键字大于pivot.key的记录R[i],将R[i]移到i所指的位置上,这相当于交换了R[i]和基准R[j],使关键字大于基准关键字的记录移到了基准的右边,交换后R[i]中又相当于存放了pivot;接着令指针j自位置j-1开始向左扫描,如此交替改变扫描方向,从两端各自往中间靠拢,直至i=j时,i便是基准pivot最终的位置,将pivot放在此位置上就完成了一次划分。
int partition(vector<int> &num,int left,int right){ int key=num[left]; int i=left; int j=right; while(i<j){ while(i<j && num[j]>=key) j--; if(i<j) num[i++]=num[j]; while(i<j && num[i]<=key) i++; if(i<j) num[j--]=num[i]; } num[i]=key; return i; }
#include <iostream> #include <vector> using namespace std; int partition(vector<int> &num,int left,int right){ int key=num[left]; int i=left; int j=right; while(i<j){ while(i<j && num[j]>=key) j--; if(i<j) num[i++]=num[j]; while(i<j && num[i]<=key) i++; if(i<j) num[j--]=num[i]; } num[i]=key; return i; } void quickSort(vector<int> &num,int i,int j){ int left=i; int right=j; if(left<right){ int index=partition(num,left,right); quickSort(num,left,index-1); quickSort(num,index+1,right); } } int main() { int a[]={2,5,6,3,4,1,7,9,5,4}; int n=sizeof(a)/sizeof(a[0]); vector<int> num(a,a+n); quickSort(num,0,n-1); for(int i=0;i<n;i++) cout<<num[i]<<" "; cout<<endl; return 0; }
http://student.zjzk.cn/course_ware/data_structure/web/paixu/paixu8.3.2.1.htm