【数据结构】快速(QuickSort)排序之——左右指针法

 快速排序的定义：

快速排序(Quick Sort)是一种有效的排序算法。虽然算法在最坏的情况下运行时间为O(n^2)，但由于平均运行时间为O(nlogn)，并且在内存使用、程序实现复杂性上表现优秀，尤其是对快速排序算法进行随机化的可能，使得快速排序在一般情况下是最实用的排序方法之一。

快速排序被认为是当前最优秀的内部排序方法。

左右指针法的定义：

有一个数组a[size],左指针left指向下标为0的位置，右指针right指向下标为size-1的位置，同时标志key=a[right];left找a[left]>key的元素的下标，right找a[right] < key的元素的下标。left先开始走，当遇到比key大的数时，停下来，再由right开始走，当遇到比key小的数时，停下来。将left和right分别指的数交换，前提是left<right时，如果left>=right就说明一次快排结束。再将left指向的值与key值交换即可。此时的数组呈现出左边的值都比key值小，右边的值都比key值大。一次快排将数组分为两个区间，我们再对每个区间进行上述的排序方式。直到每个小区间已不能再划分。

如图所示，将一组数据进行快速排序，比key大的都换到key的右边，比key小的都换到key的左边。

然后再继续进行排序，划为子问题进行解决：

代码的实现：

主要代码有三数取中法，将三个数里面的最中间的数mid找出来：

int GetMidIndex(int *a, int left, int right)//三数取中法{int mid = left + (right - left) / 2;if (a[left] < a[mid]){if (a[left]>a[right]){return left;}else if (a[mid] > a[right]){return right;}else{return mid;}}else{if (a[mid] > a[right]){return mid;}else if (a[left] > a[right]){return right;}else{return left;}}}

左右指针法的完整代码 

#include<iostream>using namespace std;#include<assert.h>int GetMidIndex(int *a, int left, int right)//三数取中法{int mid = left + (right - left) / 2;if (a[left] < a[mid]){if (a[left]>a[right]){return left;}else if (a[mid] > a[right]){return right;}else{return mid;}}else{if (a[mid] > a[right]){return mid;}else if (a[left] > a[right]){return right;}else{return left;}}}int PartSort1(int *a, int left, int right)//左右指针的方法{int mid = GetMidIndex(a,left,right);swap(a[mid], a[right]);int key = a[right];int begin = left;int end = right;while (begin < end){while (begin < end && a[begin] <= key){++begin;}while (begin<end && a[end] >= key){--end;}if (begin < end){swap(a[begin], a[end]);}}swap(a[begin], a[right]);return begin;}void QuickSort(int *a, size_t left, size_t right){assert(a);if (left >= right){return;}int div = PartSort1(a, left, right);QuickSort(a, left, div - 1);QuickSort(a, div + 1, right);}void printArray(int *a, size_t n){for (size_t i = 0; i < n; i++){cout << a[i] << " ";}cout << endl;}int main(){int arr[] = { 1, 3, 0, 7, 8, 2, 9, 4, 6, 5 };/*int arr[] = { 49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49 };*/int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);cout << "进行快速排序后：";QuickSort(arr, 0, n-1);printArray(arr, n);system("pause");return 0;}

运行的结果如下：

()()