快速排序算法

快速排序算法

算法思想

快速排序是一种不稳定的排序算法，它的平均时间复杂度为O(NlogN)。其主要思想大致如下：
对于一个要排序的数组A，首先任意选取一个数据作为标杆值（习惯上选取数组的第一个数），然后通过一次遍历将比标杆值小的数放在它的左边，把比标杆值大的数放在它的右边，然后把标杆值放到数组中的合适位置。经过第一次遍历后，数组以标杆值为界，大体上分成了左右两个数组，左边的数组全部比标杆值小，右边的数组全部比标杆值大。然后在左右两个数组中分别按照上述步骤，再次分为两个数组，如此迭代，知道整个数组变为有序数组。
具体如下【参考百度百科】：
设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是：
1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；
3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j--)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；
4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；
5）重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

代码

//快速排序法
#include<iostream>
using namespace std;
void quickSort(int a[],int,int);
void DisplayArray(int a[], int len);

/*参数说明
s：将要排序的数组
left：要进行排序的数组中的最左边数据的下标
right：要进行排序的数组中的最右边数据的下标
*/

void quickSort(int s[], int left, int right)
{
    //参数检查
    if ( left > right )
    {
        return;
    }

    int first = left;
    int last = right;
    int key = s[first];//将数组的第一个数作为其他数比较的标杆

    while(first < last)
    {
        //从右往左遍历数组，找到比key小的数，放到数组左边
        while(first < last && s[last] >= key)
        {
            --last;
        }

        s[first] = s[last];/*将比第一个小的移到低端*/

        //从左往右遍历数组，找到比key大的数，放到数组右边
        while(first < last && s[first] <= key)
        {
            ++first;
        }

        s[last] = s[first];    
        /*将比第一个大的移到高端*/
    }
    s[first] = key;/*将标杆值放置到正确位置*/
    quickSort(s, left, first-1);
    quickSort(s, first+1, right);
}
void DisplayArray(int a[], int len)
{
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout<<a[i]<<" ";
    }

    cout<<endl;
}
void Test(char * testName, int  arr[], int left, int right )
{
    cout<<"After "<<testName<<endl;
    quickSort(arr, left, right);
}

//正常用例
void Test1()
{
    int a[10] = {34,65,12,43,67,5,78,10,3,70};
    int l = 0;
    int r = 9;

    cout<<"The original array is :"<<endl;
    DisplayArray(a, 10);

    Test("Test1",a, l, r);
    
    cout<<"The sorted array is :"<<endl;
    DisplayArray(a, 10);
}

//左边界大于右边界的测试用例
void Test2()
{
    int a[10] = {34,65,12,43,67,5,78,10,3,70};
    int l = 9;
    int r = 1;

    cout<<"The original array is :"<<endl;
    DisplayArray(a, 10);

    Test("Test2",a, l, r);

    cout<<"The sorted array is :"<<endl;
    DisplayArray(a, 10);
}

int main()
{
    Test1();
    cout<<"============================"<<endl;
    Test2();
    system("pause");
    return 0;
}

运行结果

时间有限，只写了两个测试用例