上一篇文章我们介绍了八大排序中的七种,今天这篇文章主要来详细介绍一种比较重要也是常用的一种排序算法——快速排序~
1、快排的含义
快速排序是一种二叉树结构的交换排序方法。相当于是冒泡排序的一种升级,都是属于交换排序类,通过不断比较和移动交换来实现排序。
其基本思想是:任意取待排序元素序列中的某个元素作为基准值,按照这个排序码把待排序集合分割成两个子序列
- 左子序列中所有元素都小于该基准值
- 右子序列中所有元素都大于该基准值
然后左右两边子序列又重复该过程,直到所有元素都排列在相应的位置上为止。
2、快排的实现
2.1思路讲解
整个快排的核心就在于选取一个基准值先存放在一个临时变量里面,然后定义两个指针low和high分别指向数组的开头和末尾,并挨个儿和基准值比较。
先从数组的末尾指针high开始向前遍历
,查找比基准值小的数字,找到了就将其填充到low指向的位置再调换方向
,从low开始向后遍历,查找比基准值大的数字,找到了就将其填充到high指向的位置- 再次循环交替进行遍历查找填充。循环结束的条件就是两个指针都指向了同一个位置。
- 最后将临时变量存放的基准值填充到最后low指向的位置。
- 接下来的过程就是一个递归的过程,在各自的子序列里面再进行上述过程。
第一趟快排流程如下:
2.2代码实现
1、对数组作快速排序
因为要进行递归过程,所以要传出low和high指针指向的位置
void QuickSort(int* arr, int n)
{
Quick(arr, 0, n - 1);
}
2、递归函数Quick的实现
- pivot为一次划分返回的基准值
- 如果low还小于该基准值,说明一次划分后的左边还有元素,继续递归划分
- 如果high还大于该基准值同理。
void Quick(int* arr, int low, int high)
{
int pivot = Partition(arr, low, high);
if (low < pivot)
{
Quick(arr, low, pivot - 1);
}
if (pivot < high)
{
Quick(arr, pivot +1,high);
}
}
3、 Partition一次划分的过程
这段代码的核心部分是pivot = Partition(arr,low,high);使得他左边的值都比他小,右边的值都比他大。
【举个栗子】
数组值为[50,10,90,30,70,40,80,60,20]经过Partition(L,0,8)执行后,数组变成{20,10,40,30,50
,70,80,60,90},并返回值4给pivot,然后递归调用QSort(L,1,4-1)QSort(L,4+1,9)语句,其实就是在对{20,10,40,30}{70,80,60,90}分别进行同样的Partition操作,直到顺序全部正确为止。
int Partition(int* arr, int low, int high)
{
int temp = arr[low];
while (low < high)
{
while (low < high && arr[high] >= temp)
{
high--;
}
arr[low] = arr[high];
while (low < high && arr[low] <= temp)
{
low++;
}
arr[high] = arr[low];