快排解析(自己+转)
快速排序:
既然能把冒泡KO掉,马上就激起我们的兴趣,tnd快排咋这么快,一定要好好研究一下。
首先上图:
从图中我们可以看到:
left指针,right指针,base参照数。
其实思想是蛮简单的,就是通过第一遍的遍历(让left和right指针重合)来找到数组的切割点。
第一步:首先我们从数组的left位置取出该数(20)作为基准(base)参照物。
第二步:从数组的right位置向前找,一直找到比(base)小的数,
如果找到,将此数赋给left位置(也就是将10赋给20),
此时数组为:10,40,50,10,60,
left和right指针分别为前后的10。
第三步:从数组的left位置向后找,一直找到比(base)大的数,
如果找到,将此数赋给right的位置(也就是40赋给10),
此时数组为:10,40,50,40,60,
left和right指针分别为前后的40。
第四步:重复“第二,第三“步骤,直到left和right指针重合,
最后将(base)插入到40的位置,
此时数组值为: 10,20,50,40,60,至此完成一次排序。
第五步:此时20已经潜入到数组的内部,20的左侧一组数都比20小,20的右侧作为一组数都比20大,
以20为切入点对左右两边数按照"第一,第二,第三,第四"步骤进行,最终快排大功告成。
同样,我们把自己设计的快排跟类库提供的快拍比较一下。看谁牛X。
1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Linq;
4 using System.Text;
5 using System.Threading;
6 using System.Diagnostics;
7
8 namespace QuickSort
9 {
10 public class Program
11 {
12 static void Main(string[] args)
13 {
14 //5次比较
15 for (int i = 1; i <= 5; i++)
16 {
17 List<int> list = new List<int>();
18
19 //插入200个随机数到数组中
20 for (int j = 0; j < 200; j++)
21 {
22 Thread.Sleep(1);
23 list.Add(new Random((int)DateTime.Now.Ticks).Next(0, 10000));
24 }
25
26 Console.WriteLine("\n第" + i + "次比较:");
27
28 Stopwatch watch = new Stopwatch();
29
30 watch.Start();
31 var result = list.OrderBy(single => single).ToList();
32 watch.Stop();
33
34 Console.WriteLine("\n系统定义的快速排序耗费时间:" + watch.ElapsedMilliseconds);
35 Console.WriteLine("输出前是十个数:" + string.Join(",", result.Take(10).ToList()));
36
37 watch.Start();
38 new QuickSortClass().QuickSort(list, 0, list.Count - 1);
39 watch.Stop();
40
41 Console.WriteLine("\n俺自己写的快速排序耗费时间:" + watch.ElapsedMilliseconds);
42 Console.WriteLine("输出前是十个数:" + string.Join(",", list.Take(10).ToList()));
43
44 }
45 }
46 }
47
48 public class QuickSortClass
49 {
50
51 ///<summary>
52 /// 分割函数
53 ///</summary>
54 ///<param name="list">待排序的数组</param>
55 ///<param name="left">数组的左下标</param>
56 ///<param name="right"></param>
57 ///<returns></returns>
58 public int Division(List<int> list, int left, int right)
59 {
60 //首先挑选一个基准元素
61 int baseNum = list[left];
62
63 while (left < right)
64 {
65 //从数组的右端开始向前找,一直找到比base小的数字为止(包括base同等数)
66 while (left < right && list[right] >= baseNum)
67 right = right - 1;
68
69 //最终找到了比baseNum小的元素,要做的事情就是此元素放到base的位置
70 list[left] = list[right];
71
72 //从数组的左端开始向后找,一直找到比base大的数字为止(包括base同等数)
73 while (left < right && list[left] <= baseNum)
74 left = left + 1;
75
76
77 //最终找到了比baseNum大的元素,要做的事情就是将此元素放到最后的位置
78 list[right] = list[left];
79 }
80 //最后就是把baseNum放到该left的位置
81 list[left] = baseNum;
82
83 //最终,我们发现left位置的左侧数值部分比left小,left位置右侧数值比left大
84 //至此,我们完成了第一篇排序
85 return left;
86 }
87
88 public void QuickSort(List<int> list, int left, int right)
89 {
90 //左下标一定小于右下标,否则就超越了
91 if (left < right)
92 {
93 //对数组进行分割,取出下次分割的基准标号
94 int i = Division(list, left, right);
95
96 //对“基准标号“左侧的一组数值进行递归的切割,以至于将这些数值完整的排序
97 QuickSort(list, left, i - 1);
98
99 //对“基准标号“右侧的一组数值进行递归的切割,以至于将这些数值完整的排序
100 QuickSort(list, i + 1, right);
101 }
102 }
103 }
104 }
不错,快排就是快,难怪内库非要用他来作为排序的标准。
嗯,最后要分享下:
冒泡的时间复杂度为: 0(n) - 0(n^2)
快排的时间复杂度为:
平均复杂度: N(logN)
最坏复杂度: 0(n^2)