C# · 12月 19, 2021

C语言实现快速排序

快速排序算法是一种分治排序算法.它将数组划分为两个部分,然后分别对两个部分进行排序.我们将看到,划分的准确位置取决于输入数组中元素的初始位置.关键在于划分过程,它重排数组,使得以下三个条件成立:(i)对于某个i,a[i]在最终位置上 (ii)a[left],…,a[i-1]中的元素都比a[i]小 (iii)a[i+1],…a[right]中的元素都比a[i]大.我们通过划分来完成排序,然后递归地应用该方法处理子数组.

我们使用一般策略来实现划分.首先,我们任选一个a[right]作为划分元素,这个元素划分后将在最终的位置上.然后,从数组的左端开始扫描,直到找到一个大于划分元素的元素;再从数组的右端开始扫描,直到找到一个小于划分元素的元素.使扫描停止的两个元素,显然在最终划分的数组中的位置相反,于是交换这两个元素.继续这一过程,我们就可以保证数组中位于左侧指针左侧的元素都比划分元素小,位于右侧指针右侧的元素都比划分元素大.

划分时,变量temp保存了划分元素a[right]所在的位置,i和j分别是左扫描指针和右扫描指针.划分循环使得i增加j减小,while保持一个不变的性质-i左侧没有元素比temp大,j右侧没有元素比temp小.一旦两个指针相遇,我们就交换a[i]和a[right],即将v赋给a[i],这样v左侧的元素都小于等于v,v右侧的元素都大于等于v,结束了划分过程.划分循环是一个不确定的循环,当两个指针相遇时,就通过break语句结束,测试j=left用来防止划分元素是数组中最小的元素.

快速排序的递归算法

#include

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#include

#include

#include

#include

using namespace std;

#define OK 1

#define ERROR -1

#define TRUE 1

#define FALSE 0

typedef int Status;

//输出函数

void Print(int a[],int l,int r)

{

int i;

for(i = l; i <= r; i++)

{

printf(“%d “,a[i]);

}

printf(“n”);

}

//划分函数

int partion(int a[],int left,int right)

{

//取最右边的元素作划分元素

int temp = a[right];

//记录 i = left,j = right

int i = left,j = right-1;

//循环直到左右指针相遇

while(true)

{

//从左边开始扫描,当出现比划分元素大的元素,扫描停止

while(temp > a[i])

{

i++;

}

//从右边进行扫描,当出现比划分元素小的元素,扫描停止

while(temp = left)

{

j–;

}

//如果 i >= j,循环截止,下面的交换不执行

if(i >= j) break;

//交换停止时的元素

swap(a[i],a[j]);

}

//交换该元素与划分元素

swap(a[i],a[right]);

Print(a,6);

//printf(“i = %d”,i);

//划分过程结束

return i;

}

//快速排序

void qsort(int a[],int right)

{

//排序完成,循环截止

if(right <= left)

return;

//做划分

int i = partion(a,left,right);

//对左部分排序

if(left < (i-1))

printf(“对%d~%d排序n”,i-1),qsort(a,i-1);

//对右部分排序

if(right > (i+1))

printf(“对%d~%d排序n”,i+1,right),right);

}

int main()

{

int a[7] = {2,5,3,7,6,1,4};

//快速排序

printf(“对0~6排序n”);

qsort(a,6);

Print(a,6);

return 0;

}

非递归快速排序

快速排序的非递归实现使用了一个显式的下推栈,使用向栈中压入参数和过程调用/退出不断地从栈中弹出参数来替代递归调用,这个过程继续直到栈为空.我们把两个子数组中的较大者压入栈中来确保最大栈的深度为lgN,如果对N个元素进行排序.

void qsort(int a[],int right)

{

int i;

//定义栈s

stack s;

//先判断栈是否为空

while(!s.empty())

{

//若栈不为空,将栈中元素移出

s.pop();

}

//将right入栈

s.push(right);

//将left入栈

s.push(left);

//while循环,当栈为空时,循环结束

while(!s.empty())

{

//元素left出栈

left = s.top(),s.pop();

//元素right出栈

right = s.top(),s.pop();

//判断left与right的关系,如果left>=right,continue

if(left >= right)

{

continue;

}

//作划分

i = partion(a,right);

//比较两个子数组的大小

//将子数组中的较大者压入栈

if((i-1-left) > (right-i-1))

{

s.push(i-1);

s.push(left);

s.push(i+1);

s.push(right);

}

else

{

s.push(i+1);

s.push(right);

s.push(i-1);

s.push(left);

}

}

}

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。