经典排序之 快速排序

Author: bakari  Date: 2012.7.21

排序算法有很多种，每一种在不同的情况下都占有一席之地。关于排序算法我分“经典排序之”系列分别述之。本篇为快排。

快排是一个非常重要的算法，在各个领域几乎都有它的身影，尤其是文件检索这一块。运用一个好的排序算法是衡量一个软件优劣的关键因素，下面我就此总结一下快排的几种经典的情况：

转载引用请注明出处：http://www.cnblogs.com/bakari/archive/2012/08/11/2633545.html  谢谢！

我是用C++的类写的，存储结构为vector（这个无所谓），本来一个通用的快排函数应该是QuickSort(str, left ,right);

有了类之后我改写成了QuickSort(left, right);不过没关系，代码，函数都不重要，重要的是懂得算法的本质。

快排关键之处在于选取基准元素，根据基准元素所在的位置可以分为三种情况，下面分别述之。文中实例程序皆已测试通过。

关于快排的理解我不想多讲，简单地说就是给一个数据序列划分界限，小的放前面，大的放后面，然后在前域和后域分别递归进行。

如果想知道VC库中的快排函数的原理：请参考我的另一篇文章：

VC库中的快排函数详解：http://www.cnblogs.com/bakari/archive/2012/08/11/2633453.html

如果不懂的童鞋可以参考下面这个视频，这是我在网上找的一个超级形象的视频，懂的童鞋可以直接跳过，本文重点在于总结算法。

http://v.youku.com/v_show/id_XMzMyODk4NTQ4.html

 

1、基准元素选择第一个元素：

 1 /******************************************************************
 2  *  Author: bakari Date :2012.7.21
 3  *  快速排序
 4  *  算法重点：选基准元素：比基准元素小的放前面，比基准元素大的放后面
 5  *  第一种：基准元素选第一个元素
 6  *  第二种：基准元素选中间元素
 7  *  第三种：基准元素选序列最后一个元素
 8  *  第三种算法关键在于找合适的位置将最后一个元素插入，然后在其两边在运用快排。
 9  ******************************************************************/
10 
11 /* 基准元素是第一个 */
12 void QuickSort::Quick_Sort1(int left,int right)   
13 {
14     int iLeft = left;
15     int iRight = right;
16     int temp = QuickList[left];        //取第一个元素作为基准元素
17     while(iLeft < iRight)
18     {
19         while (iLeft < iRight && QuickList[iRight] >= temp) iRight --;
20         if (iLeft < iRight){
21             Swap(iLeft,iRight);
22 
23         /* 这里有两种途径：交换和替换都可以，改动相应地方就可以了 */
24         /* 第二种方法 如文中注释的地方 */
25             //QuickList[iLeft] = QuickList[iRight];
26             //iLeft++;
27 
28         }
29         while (iLeft < iRight && QuickList[iLeft] <= temp) iLeft ++;
30         if (iLeft < iRight){
31             Swap(iLeft,iRight);
32             //QuickList[iRight] = QuickList[iLeft];
33             //iRight--;
34         }
35     }
36     //QuickList[iLeft] = temp;
37     if (iLeft != left) Quick_Sort1(left,iLeft - 1);
38     if (iRight != right) Quick_Sort1(iRight + 1,right);
39 }

 

2、基准元素选中间（最好的）

 1 /* 基准元素是中间个 */
 2 void QuickSort::Quick_Sort2(int left,int right)
 3 {
 4         int iLeft = left;
 5         int iRight = right; 
 6         int iMiddle = (iLeft + iRight) / 2;   //选中间元素
 7         int temp = QuickList[iMiddle];
 8 
 9         while (1)
10         {        
11             while (QuickList[iRight] > temp) iRight--; 
12             while (QuickList[iLeft] < temp)  iLeft++; 
13             if(iLeft >= iRight) break;
14             Swap(iLeft,iRight);    //交换
15         }
16 
17         if(iLeft != left) Quick_Sort2(left,iLeft - 1);      //递归调用
18         if(iRight != right) Quick_Sort2(iRight + 1,right);
19 }

 

3、基准元素选最后一个

这个是我之前没遇到过的，上课的教材也没有，老师也没讲，我也自己写过，可见，自己有多被动。这儿是我前两天看左飞的书时不小心看到的，个人觉得还蛮经典的。让我思维一下子开阔起来。

先说明这个快排的概念，先以最右边的s为标准，分为三部分，小于s的部分，大于s 的部分和未处理的。如下图：

在排序过程中 i 和 j 会不断地往右进行比较和交换，最后变成：

然后s值置于中间，按相同的方法再在左右区域进行相同的动作。如：

一个实际例子的演算如下：

代码展示：

 1 void QuickSort::Quick_Sort3(int left,int right)
 2 {
 3 
 4     if (left < right)
 5     {
 6         int p = FindPosition(left,right);
 7         Quick_Sort3(left,p - 1);
 8         Quick_Sort3(p + 1,right);
 9     }
10 }
11 
12 /* 找最后一个元素的合适位置 */
13 int QuickSort::FindPosition(int left,int right)
14 {
15     int i = left - 1;
16     int iFind = QuickList[right];
17     for (int j = left;j != right;++j)
18     {
19         if (QuickList[j] <= iFind)
20         {
21             i++;
22             Swap(i,j);
23         }
24     }
25     Swap(i + 1,right);
26     return (i + 1);
27 
28 }

 

OK，目前我知道的快排就有这三种，熟练掌握着三种排序就OK了。

转载引用请注明出处：http://www.cnblogs.com/bakari/archive/2012/08/11/2633545.html  谢谢！

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posted @ 2012-08-11 12:38  bakari  阅读(3608)  评论(0)  编辑  收藏  举报