快速排序(C语言实现)

  • 实验内容描述(问题域描述)

【问题描述】

对待排序序列使用快速排序算法进行排序,计算第一次划分之后分界元素在序列中的位置和最终排序结果(划分和分界元素的概念参照课本)(在序列中的位置跟书上一致,从1而不是从0开始)
【输入形式】

序列元素个数,序列
【输出形式】

第一次划分之后分界元素的位置,最终排序结果
【样例输入】

5 0 2 1 -1 -2

【样例输出】

3 -2 -1 0 1 2

【样例说明】

序列中的元素均为整数

基本原理:

设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它左边,所有比它大的数都放到它右边,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。

一趟快速排序的算法是:

1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;

2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];

3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j–),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]的值交换;

4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]的值交换;

5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

核心思想:数组的拆分,通常我们将数组的第一个元素定义为比较元素,然后将数组中小于比较元素的数放到左边,将大于比较元素的放到右边,这样就将数组拆分成了左右两部分:小于比较元素的数组;大于比较元素的数组。我们再对这两个数组进行同样的拆分,直到拆分到不能再拆分,数组就自然而然地以升序排列了。

算法描述:

#include

int Partition(int A[], int low, int hight)

{            //一趟划分

    int pivot = A[low];//将当前表中第一个元素作为枢纽,对表进行划分

    while (low < hight)

    {

         while (low < hight && A[hight] >= pivot) --hight;

         A[low] = A[hight];//将比枢纽小的元素移动到左端

         while (low < hight && A[low] <= pivot)  ++low;

         A[hight] = A[low];//将比枢纽大的元素移动到右端;

    }

    A[low] = pivot;//枢纽元素放到最终位置。

    return low;

}

void QuickSort(int A[], int low, int hight)

{  

    if (low < hight) {

         int pivotpos = Partition(A, low, hight);//划分

         //printf("%d ", pivotpos);

         QuickSort(A, low, pivotpos - 1);//依次对两个子表进行递归排序;

         QuickSort(A, pivotpos + 1, hight);

    }

}

int main()

{

    int A[50],k;

    A[0] = 0;

    int low, hight;

    low = 1;

    scanf_s("%d", &hight);

    for (int i = 1;i<=hight; i++)

    {

         scanf_s("%d", &A[i]);

    }

    k = A[1];//可自己设置初值(一般设中间那个数作初值效果会比较好)

    QuickSort(A, low, hight);

    for (int i = 1; i <= hight; i++)//找到第一个元素在第一次化分时的位置;

    {

         if (k == A[i])

             printf("%d ", i);

    }

    for(int i=1;i<=hight;i++)

    {

         printf("%d ", A[i]);

    }

}

快排的难点在与写好递归,递归写好了就没什么难的了。

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