69 快速排序的递归和非递归实现

【本文链接】

 http://www.cnblogs.com/hellogiser/p/quicksort-recursively-and-non-recursively.html

【代码】

 C++ Code 
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// 69_QuickSort_NonRecursive.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
/*
    version: 1.0
    author: hellogiser
    blog: http://www.cnblogs.com/hellogiser
    date: 2014/9/18
*/

#include "stdafx.h"
#include "iostream"
#include <ctime>
#include <algorithm>
#include <stack>
using namespace std;

void myswap(int &a, int &b)
{
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}

void print(int *a, int n)
{
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << a[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

//========================================================
//   recursively
//========================================================
int partition1(int *a, int left, int right)
{
    // a[left,...p-1]<=a[p]<a[p+1,...right]
    int i = left;
    int j = right;
    int key = a[left];
    while(i < j)
    {
        while(a[i] <= key) i++;
        while(a[j] > key) j--;
        if (i < j)
        {
            myswap(a[i], a[j]);
        }
    }
    // left---j---i---right
    myswap(a[left], a[j]);
    return j;
}

int partition2(int *a, int left, int right)
{
    // left, a[left+1...i]<=key, a[i+1,...j-1]>key
    int i = left;
    int j = left + 1;
    int key = a[left];
    while(j <= right)
    {
        if (a[j] < key)
        {
            i++;  // so that  a[i]>=key
            myswap(a[i], a[j]);
        }
        j++;
    }
    //left---i---right---j
    myswap(a[left], a[i]);
    return i;
}

void quicksort_r(int *a, int left, int right)
{
    if (left < right)
    {
        int p = partition1(a, left, right);
        quicksort_r(a, left, p - 1);
        quicksort_r(a, p + 1, right);
    }
}

void QuickSort_Recursively(int *a, int n)
{
    if (a == NULL || n <= 1)
        return;
    quicksort_r(a, 0, n - 1);
}

//========================================================
//  non recursively
//========================================================
void quicksort_non_r(int *a, int left, int right)
{
    // view [left,right] range as a node, which then has 2 child nodes [left,p-1] and [p+1,right] after partitioning
    if (left >= right)
        return;
    // init stack with one range node
    stack<int> s;
    s.push(left);
    s.push(right);
    int temp_right, temp_left;
    int p;
    while(!s.empty())
    {
        temp_right = s.top();
        s.pop();
        temp_left = s.top();
        s.pop();
        if (temp_left < temp_right)
        {
            p = partition1(a, temp_left, temp_right);
            // add node [left,p-1] and [p+1,right] to stack
            s.push(temp_left);
            s.push(p - 1);

            s.push(p + 1);
            s.push(temp_right);
        }
    }
}

void QuickSort_NonRecursively(int *a, int n)
{
    if (a == NULL || n <= 1)
        return;
    quicksort_non_r(a, 0, n - 1);
}

typedef void (*fun)(int *a, int n);
void test_base(int *a, int n, fun f)
{
    print(a, n);
    f(a, n);
    print(a, n);
    cout << "==============================\n";
}

void test_recursively()
{
    srand((unsigned int)time(NULL));
    const int n = 10;
    int a[n];
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        a[i] = rand() % 100;
    }
    cout << "recursively..." << endl;
    test_base(a, n, QuickSort_Recursively);
}

void test_non_recursively()
{
    srand((unsigned int)time(NULL));
    const int n = 20;
    int a[n];
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        a[i] = rand() % 100;
    }
    cout << "non recursively..." << endl;
    test_base(a, n, QuickSort_NonRecursively);
}

void test_main()
{
    test_recursively();
    test_non_recursively();
}

int _tmain(int argc, _TCHAR *argv[])
{
    test_main();
    return 0;
}

/*
recursively...
43 5 68 83 74 12 80 61 84 48
5 12 43 48 61 68 74 80 83 84
==============================
non recursively...
43 5 68 83 74 12 80 61 84 48 67 95 57 2 17 17 98 94 17 76
2 5 12 17 17 17 43 48 57 61 67 68 74 76 80 83 84 94 95 98
==============================
*/