先贴上代码:Random快排,快排的非递归实现
设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为主元,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
5)重复第3、4步,直到i=j;
快排的时间复杂度O(nlogn)
快排的非递归实现,主元并没有随机选取。
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <vector> #include <stack> int partition(int a[], int left, int right) //partition函数以第一个元素作为pivot { if(a == NULL) //做异常处理 return -1; if(left >= right) return -1; int X = a[left]; int i = left; int j = right; while(i < j) { while(i < j && a[j] > X) //从最右边找到第一个小于pivot的元素 j--; if(i < j) //因为上面的循环出来可能i == j,所以如果i < j再令a[i] = a[j] 且 i = i + 1; a[i++] = a[j]; //因为第一个元素是pivot已经被记录为X了,所以数组可以看做有一个空位在a[first](a[i]) while(i < j && a[i] <= X) i++; if(i < j) a[j--] = a[i]; //因为a[j]已经在上面移到了a[first],所以a[j]是一个空位,可以用a[i]赋值 } a[i] = X; return i; } void stack_implement_quickSort(int a[], int left, int right) //如果之前看懂了如何非递归先序遍历二叉树,这个程序应该很好理解 { std::stack<std::pair<int, int> > s; int mid = partition(a, left, right); if(mid == -1) return; if(left < mid-1) { s.push(std::make_pair(left, mid-1)); } if(mid+1 < right) { s.push(std::make_pair(mid+1, right)); } while(!s.empty()) { std::pair<int,int> topPair = s.top(); s.pop(); mid = partition(a, topPair.first, topPair.second); if(mid == -1) return; if(topPair.first < mid-1) { s.push(std::make_pair(topPair.first, mid-1)); } if(mid+1 < topPair.second) { s.push(std::make_pair(mid+1, topPair.second)); } } } int main(){ int a[] = {1,2,9,2,2,2,2,3,10,4,5,7,4}; stack_implement_quickSort(a, 0, 12); return 0; } /*采用递归的方法 void quickSort(int a[], int p, int q){ if (p <= q){ int r = partition(a, p, q); if(r == -1) return; quickSort(a, p, r-1); quickSort(a, r+1,q); } } int main(){ int a[] = {1,2,9,2,2,2,2,3,10,4,5,7,4}; quickSort(a, 0, 12); int i = 0; } */
随机选取主元:
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> int partition(int a[], int p, int q){ int pivot = rand() % (q-p+1) + p; int i = p; int j = q; int key = a[pivot]; while(i < j){ while(i < j && a[i] < key){ i++; } if(i < j){ a[pivot] = a[i]; a[i] = key; pivot = i; } while(i < j && a[j] >= key){ j--; } if(i < j){ a[pivot] = a[j]; a[j] = key; pivot=j; } } return pivot; } void quickSort(int a[], int p, int q){ if (p <= q){ int r = partition(a, p, q); quickSort(a, p, r-1); quickSort(a, r+1,q); } } int main(){ int a[] = {1,2,9,2,2,2,2,3,10,4,5,7,4}; quickSort(a, 0, 12); int i = 0; }