C语言快速排序非递归实现

目录

栈的辅助（栈的实现可以调用之前实现的数据结构）：

1，初始状态

2，循环

3，终止

4，注意

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小点：

1，递归的使用会造成栈空间的消耗，使用递归，即使在程序正确的前提下，也存在程序崩溃的风险

2，递归是可以改写为非递归的，方法或是直接改为循环（迭代）或是通过栈来间接实现循环

非递归实现快速排序使用间接的方式实现，即通过栈这一数据结构来辅助实现。

注意一点：通常递归方式中改变的是什么因素，栈中存储的就是什么元素。比如，快速排序中，递归的方式中不断变化的是目标区间的首尾元素下标

观察递归方式中目标区间首尾元素下标变化：

 

 

在每一层递归做的都是同一件事：将当前目标区间的关键字放到正确的位置上（通过分组的方法，分为小于关键字的一组和大于关键字的一组），而每次改变的是范围，也就是首尾元素下标。如果通过非递归的方式做到递归的效果，便可实现非递归。

栈的辅助（栈的实现可以调用之前实现的数据结构）：

每次压栈都是压两个元素（目标空间的首尾下标），通过首尾下标可以确定目标空间

1，初始状态

将整个数组的首元素下标和尾元素下标压栈（此时目标区间为整个数组）

2，循环

变量begin从栈中拿到标记目标数组首位的下标，变量end拿到栈中拿到标记目标数组末尾的下标，（一首一尾均出栈），通过分组的方法，将当前目标区间的关键字放到正确的位置上，并拿到关键字最后所在位置，即下标prev

判断:[begin,prev-1]、[prev+1,end]两区间元素数量是否满足两个及以上，如果是，则对两区间的首尾下标进行压栈，重复循环；如果否，则不需操作（如果只有一个元素，则已经在正确的位置上了；如果没有元素，则跳过）

3，终止

当栈为空时，说明没有标记的区间了，排序完成

4，注意

注意栈的特性，先入后出，后入先出，注意左目标空间与右目标空间入栈顺序，以及首元素下标与尾元素下标入栈顺序

int _QuickSortNonR(int* nums, int left, int right)
{
	int prev = left;
	int cur = prev + 1;

	int mid = MidNum(nums, left, right);
	Swap(&nums[left], &nums[mid]);
	int keyi = left;

	while (cur <= right)
	{
		if (nums[cur] < nums[keyi] && ++prev != cur)
		{
			Swap(&nums[prev], &nums[cur]);
		}

		cur++;
	}
	Swap(&nums[keyi], &nums[prev]);

	return prev;
}

void QuickSortNonR(int* nums, int left, int right)
{
	Stack stack;
	StackInit(&stack);

	StackPush(&stack, right);
	StackPush(&stack, left);
	while (StackEmpty(&stack) != true)
	{
		int begin = StackTop(&stack);
		StackPop(&stack);
		int end = StackTop(&stack);
		StackPop(&stack);

		int partion = _QuickSortNonR(nums, begin, end);

		if (partion + 1 < end)
		{
			StackPush(&stack, end);
			StackPush(&stack, partion + 1);
		}

		if (partion - 1 > begin)
		{
			StackPush(&stack, partion - 1);
			StackPush(&stack, begin);
		}
	}

	StackDestroy(&stack);
}