数据结构随笔2(快速排序)

数据结构随笔2(快速排序)

在程序设计实践上看到这个简单的快速排序，用模板重新写了一遍，加深一下印象。平均算法复杂度为O(nlogn)。

其中寻找支点元素pivot有多种方法，不同的方法会导致快速排序的不同性能。根据分治法平衡子问题的思想，希望支点元素可以使p[m..n]尽量平均地分为两部分，但实际上很难做到。下面给出几种寻找pivot的方法。

1.选择p[m..n]的第一个元素p[m]的值作为pivot；
2.选择p[m..n]的最后一个元素p[n]的值作为pivot；
3.选择p[m..n]中间位置的元素p[k]的值作为pivot；
4.选择p[m..n]的某一个随机位置上的值p[random(n-m)+m]的值作为pivot；
　　按照第4种方法随机选择pivot的快速排序法又称随机化版本的快速排序法，在实际应用中该方法的性能也是最好的。本程序使用第4种方法。要求节点类型支持比较运算符。

template < typename T >
void  quicksort(T *  v,  int  n)
{
    if (n<=1)
        return;
    int last = 0;
    int pivot = rand()%n;
    swap(v, 0, pivot);
    for (int i = 1; i < n; i++)
    {
        if (v[i]<v[0])
            swap(v, ++last, i);
    }
    swap(v, last, 0);
    quicksort(v, last);
    quicksort(v+last+1, n-last-1);
}

template < typename T >
void  swap(T *  v,  int  i,  int  j)
{
    T tmp = v[i];
    v[i] = v[j];
    v[j] = tmp;    
}

随手写一个不太好看的测试程序

struct  str
{
    str(const char* a)
    {
        assert(a);
        v = new char[strlen(a)+1];
        strcpy(v, a);
    }
    str(const str& a)
    {
        assert(a.v);
        v = new char[strlen(a.v)+1];
        strcpy(v, a.v);
    }
    ~str()
    {
        delete [] v;
    }
    void operator = (const str& a)
    {
        if (this == &a)
            return;
        assert(a.v);
        delete [] v;
        v = new char[strlen(a.v)+1];
        strcpy(v, a.v);
    }
    bool operator == (const str& a) const
    {
        return (strcmp(v, a.v)==0);
    }
    bool operator > (const str& a) const 
    {
        return (strcmp(v, a.v)>0);
    }
    bool operator < (const str& a) const
    {
        return (strcmp(v, a.v)<0);
    }
    char* v;
} ;


int  main( int  argc,  char *  argv[])
{
    int* array = new int [10];
    for(int i = 0; i < 10; i++)
        array[i] = rand();
    quicksort(array, 10);
    for(i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout<<array[i]<<endl;
    }

    str s[] = {"bd", "e", "ba", "a"};
    quicksort(s, 4);
    for(i = 0; i < 4; i++)
    {
        cout<<s[i].v<<endl;
    }
    return 0;
}