数据结构-栈（应用篇）之快速排序法-C和C++的实现

一、原理解析

快速排序法：

基本思路是，从第一个元素开始，把所有比它大的元素放在它后面，把所有比它小的元素放前面。然后划分它前面和后面的所有元素，分别再做快速排序，直到无法再划分为止。

在以下程序案例中我们使用非递归的方式，并借助栈的数据结构实现。（关于栈的基本介绍，请看上一篇：http://www.cnblogs.com/HongYi-Liang/p/7766684.html）

 

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二、程序解析

C语言版本：

源码：

bool bAirob_QuickSort_int16(int16_t *src,int len) //int16_t
{
    int i ;
    int j ;
    int head;
    int tail;
    MyStack stack={0};

    Stack_Init(&stack,2*len);
    Stack_push(&stack,len-1);
    Stack_push(&stack,0);

    while(Stack_size(&stack))
    {
        Stack_top(&stack,&head);
        Stack_pop(&stack);
        Stack_top(&stack,&tail);
        Stack_pop(&stack);

        i=head;
        j=tail;

        while(i<j)
        {
             while(j>i && src[j]>=src[i])
            {
                --j;
            }
            Swap(&src[i],&src[j]);
                
             while(i<j && src[i]<=src[j])
            {
                ++i;
            }
            Swap(&src[i],&src[j]);
        }
        if(i!=tail)
        {
            Stack_push(&stack,tail);
            Stack_push(&stack,i+1);
        }
        if(i!=head )
        {
            Stack_push(&stack,i-1);
            Stack_push(&stack,head);
        }
    }

    Stack_Delete(&stack);
    return true;
}

 

void Swap(int16_t *a,int16_t *b)
{
    int c=*a;
    *a=*b;
    *b=c;
}

 

结果 ：

测试程序

#define BUFFSIZE 8
int16_t testbuff[BUFFSIZE] = {7,1,6,2,3,5,0,4};
int main()
{
    int i;
    bAirob_QuickSort_int16(testbuff,BUFFSIZE);
    for(i=0;i<BUFFSIZE;i++)
    {
        printf("%d ",testbuff[i]);
    }
    printf("\r\n");

    system("pause");
    return 1;
}

 

 

 

 

解析：

1. 首先声明了一个栈结构stack用于储存还还没排序完成的段落。
2. 先把数组头索引和尾索引压入栈中。
3. 从栈中把取出两个数数据，第一个作为头索引，第二个作为尾索引。
4. 以数组头索引的数据为分界把所有小于它的数放在前面，大于它的数放在后面后面。具体做法是while(i<j){}中的一段,最后i,j会重合。
5. 如果前半部分仍能继续分组（ i!=head），则把头索引和i的前一个元素索引压入栈中。如果后半部分仍能继续分组（j!=tail），则把i的下一个元素的索引和尾索引压入栈中。（压栈时先压大的索引再压小的索引）
6. 循环上面3-5步，直到栈为空。

 用上面程序为例子

原始数组：{7,1,6,2,3,5,0,4}

第一次循环时，所有小于7的数放到了左边，大于7的数放到了左边。变成这样{4,1,6,2,3,5,0,7}

第二次循环，对{4,1,6,2,3,5,0,7}，对黄色部分操作，所有大于4的数在右边，小于4的数在左边{0,1,3,2,4,5,6,7}。这时候压入栈中有两组数据，4左边一组，4右边一组。

第三次循环，对{0,1,3,2,4,5,6,7}进行操作，0作为最小的数已经在最左边了，所以数组不变。

第四次循环，{0,1,3,2,4,5,6,7}，对132操作，同上1是最小且在最左边了，所以不会改变。

第五次循环，{0,1,3,2,4,5,6,7}，对32操作，两个数调换了位置{0,1,2,3,4,5,6,7}。到这一部，4的左边已经全部处理完了，接下栈中剩下一组数据，4的右边。

第六次循环{0,1,2,3,4,5,6,7}，对56操作，然而他们本身就好了，到这里为止，排序结束。

 

 现在我们再看一次动图（因为动图设置没有数据“0”就用另一个“1”来代替）