排序:快速排序
时间复杂度 最理想 O(nlogn) 最差时间O(n^2)
像合并排序一样,快速排序也是基于分治模式的。下面是对一个典型子数组A[p..r]排序的分治过程的三个步骤:
分解:
数组A[p..r]]被划分成两个(可能空)子数组A[p..q-1]和A[q+1..r],使得A[p..q-1]中的每个元素都小于等于A(q),而且,小于等于A[q+1..r]中的元素。下标q也在这个划分过程中进行计算。
解决:
通过递归调用快速排序,对子数组A[p..q-1]和A[q+1..r]排序。
合并:
因为两个子数组是就地排序的,将它们的合并不需要操作:整个数组A[p..r]已排序
快速排序:
QUICKSORT(A,p,r) if p<r then q=PARTITION(A,p,r) QUICKSORT(A,p,q-1) QUICKSORT(A,q+1,r)
数组划分:
PARTITION(A,p,r) x=A[r] i=p-1 for j=p to r-1 do if A[j]<=x then i=i+1 exchange A[i]<->A[j] exchange A[i+1]<->A[r] return i+1
可参照c代码:
int a[101],n;//定义全局变量,这两个变量需要在子函数中使用 int partion(int left,int right) { int i,j,t,temp; if(left>right) return; temp=a[left]; //temp中存的就是基准数 i=left; j=right; while(i!=j) { //顺序很重要,要先从右边开始找 while(a[j]>=temp && i<j) j--; //再找右边的 while(a[i]<=temp && i<j) i++; //交换两个数在数组中的位置 if(i<j) { t=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=t; } } //最终将基准数归位 a[left]=a[i]; a[i]=temp; return i; } void quicksort(int left,int right) { int i=partion(left,right); quicksort(left,i-1);//继续处理左边的,这里是一个递归的过程 quicksort(i+1,right);//继续处理右边的 ,这里是一个递归的过程 }
选取枢纽元问题
1、糟糕的方法
通常的做法是选择数组中第一个元素作为枢纽元,如果输入是随机的,那么这是可以接受的。但是,如果输入序列是预排序的或者是反序的,那么依据这样的枢纽元进行划分则会出现相当糟糕的情况,因为可能所有的元素不是被划入S1,就是都被划入S2中。
2、较好的方法
一个比较好的做法是随机选取枢纽元,一般来说,这种策略是比较妥当的。
3、三数取取中值方法
例如,输入序列为 8, 1, 4, 9, 6, 3, 5, 2, 7, 0 ,它的左边元素为8,右边元素为0,中间位置|_left+right)/2_|上的元素为6,于是枢纽元为6.显然,使用三数中值分割法消除了预排序输入的坏情形,并且减少了快速排序大约5%(此为前人实验所得数据,无法具体证明)的运行时间。
参考: