快速排序

既然能把冒泡时间复杂度为O(n2),经测试1秒内只能排17000个数据。但现实的数据往往是十万级和百万级,怎么办,一个新的排序产生了,他就是快速排序。

快速排序算法如下:

 

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。

 

快排的时间复杂度为: 

    平均复杂度: N(logN)

    最坏复杂度:  0(n^2)

C++源程序如下: 

 1 #include<iostream>
 2 #include <ctime>  //使用了time() 函数 
 3 #include <cstdlib>    //使用了srand()函数 
 4 
 5 const int N=5000005;
 6 int a[N];
 7 using namespace std;
 8 //快速排序算法
 9 int Division(int *a, int left, int right)   
10 {
11     int baseNum = a[left];        //首先挑选一个基准元素
12     while(left<right)
13     {
14         //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)
15         while (left < right && a[right] >= baseNum)    right--;
16         //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
17         a[left] = a[right];
18         //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)
19         while (left < right && a[left] <= baseNum)     left++;
20         //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
21         a[right] = a[left];
22     }
23     //最后就是把baseNum放到该left的位置
24     a[left] = baseNum;
25      //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
26      //至此,我们完成了第一篇排序
27      return left;
28 }    
29 
30 void QuickSort(int *a, int left, int right)
31 {
32     //左下标一定小于右下标,否则就超越了
33     if (left < right)
34     {
35         int i = Division(a, left, right);   //对数组进行分割,取出下次分割的基准标号
36         //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
37         QuickSort(a, left, i - 1);
38         //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
39         QuickSort(a, i + 1, right);
40         
41     }
42 }
43 
44 int main()
45 {
46     //随机产生n个数存入数组a中 
47     int n=300000;
48     srand(int(time(0)));      //利用时间函数time(),产生每次不同的随机数种子
49     for(int i=1;i<=n;i++) a[i]=rand();  //随机产生3000个数存于数组a中 (从1开始) 
50     clock_t start = clock();
51     QuickSort(a,1,n);                   //对数组a进行排序(从1开始) 
52     clock_t end = clock();
53     for(int i=1;i<=20;i++) cout<<a[i]<<' ';    //输出前20个数据(已从小到大排序) 
54     cout<<endl<<"快速排序耗时为:"<<end-start<<"ms"<<endl; 
55     return 0;
56 }

经测试,这方法亲测在1S内可排序3408000个数据。达到了百万级的数据,所以此排序法常用。也是NOIP常考内容。

posted @ 2015-12-22 20:45  九江镇中  阅读(257)  评论(0编辑  收藏  举报