算法导论第三版--快速排序

这个算是捏软柿子了哇。

不过用模板来实现也是非常有趣。

 

快排的核心就是：

1、在数组中选择一个参考值X，再设置2个索引，一个用来记录比这个X小的位置i，一个用来记录比这个X大的位置j

2、比如是升序排序，就把大的值交换到小的值的位置，小的值交换到大的值的位置，如果是降序，就相反的交换，总而言之，就是交换一下值

3、如果没有找到满足比较条件的值，比如升序，没有找到比参考值X小的值，就将索引j加1，继续找，找到了，就将小的值的索引i加1，然后交换

4、如此，到循环结束，比如升序，将最后索引i所在位置的值与X所在位置的值交换，这个i就把数组分开成2半了，然后对左右的2半进行同样如上几步操作，即递归完成了排序。

所以参考值X的选择非常重要，运气差的话，就分不均匀，可能达到O（n^2）的复杂度了，也就出现随机分断的版本，这是看人品嘛。

 

补充了尾递归的实现。

下面是俺的练手之作：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional>
#include <cassert>
#include <cmath>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <random>

using namespace std;

template<typename _InIt, typename _Func>
_InIt __partition(_InIt first, _InIt last, _Func& Func) {
    typedef typename  iterator_traits<_InIt>::value_type _ValueType;

    _ValueType val = *(last);
    _InIt _Ite = first-1;

    for (_InIt it = first; (last-it)>=1; ++it) {
        if (Func(*it, val)) {
            _Ite++;
            iter_swap(_Ite, it);
        }
    }

    iter_swap(++_Ite, last);
    return _Ite;
}

template<typename _InIt, typename _Func>
_InIt randomized_partition(_InIt first, _InIt last, _Func& Func) {
    size_t offset = last - first;
    assert((last - first)>0);

    random_device rd ;
    default_random_engine e(rd());
    uniform_int_distribution <> u(0, offset);

    iter_swap(last, first+u(e));
    return __partition(first, last, Func);
}

template<typename _InIt, typename _Func>
void __quick_sort(_InIt first, _InIt last, _Func& Func) {
    if (last - first > 0) {
        _InIt it = randomized_partition(first, last, Func);
        __quick_sort(first, it-1, Func);
        __quick_sort(it+1, last, Func);
    }
}

template<typename _InIt, typename _Func>
void quick_sort(_InIt first, _InIt last, _Func& Func) {
    __quick_sort(first, --last, Func);
}

int main() {
    int lst[] = {2,8,7,1,3,5,6,4};
    vector<int> v(lst, lst+8);

    //greater_equal<int> cmp;
    less_equal<int> cmp;
    quick_sort(v.begin(), v.end(), cmp);

    for(vector<int>::iterator it=v.begin(); it != v.end(); it++)
       cout << *it << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

 

 这里补充一个模拟尾递归的实现（可以说是迭代啦）：

template<typename _InIt, typename _Func>
void tail_rescursive_quick_sort(_InIt first, _InIt last, _Func& Func) {
    while (last - first > 0) {
        _InIt it = __partition(first, last, Func);
        tail_rescursive_quick_sort(first, it-1, Func);
        first = it + 1;
    }
}

对于上面的quick_sort，它的区别在于通过循环不断将数组从左边向右边逼近，每次不用开启更多的函数调用栈，可以避免过度递归调用栈溢出。

可以形象的想象上面非尾递归它的栈就像一个二叉树（坏的情况下是一个完全平衡的二叉树的话），随着树的高度越高会比尾递归的栈多出非常多。

 

参考C++11的随机数：

http://www.cnblogs.com/egmkang/archive/2012/09/06/2673253.html