快速排序算法

来源:互联网 发布:简繁转换软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 16:58


近日读到关于“快速排序算法”介绍的文章,感觉挺通俗易懂的,如下


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假设我们现在对“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”这 10个数进行排序。首先在这个序列中随
便找一个数作为基准数(不要被这个名词吓到了,这就是一个用来参照的数,待会儿你就知
道它用来做啥了)。为了方便,就让第一个数 6 作为基准数吧。接下来,需要将这个序列中
所有比基准数大的数放在 6 的右边,比基准数小的数放在 6 的左边,类似下面这种排列。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
在初始状态下,数字 6在序列的第 1 位。我们的目标是将 6挪到序列中间的某个位置,
假设这个位置是 k。现在就需要寻找这个 k,并且以第 k 位为分界点,左边的数都小于等于 6,
右边的数都大于等于 6。想一想,你有办法可以做到这点吗?
给你一个提示吧。请回忆一下冒泡排序是如何通过“交换”一步步让每个数归位的。此
时你也可以通过“交换”的方法来达到目的。具体是如何一步步交换呢?怎样交换才既方便
又节省时间呢?先别急着往下看,拿出笔来,在纸上画画看。我高中时第一次学习冒泡排序
算法的时候,就觉得冒泡排序很浪费时间,每次都只能对相邻的两个数进行比较,这显然太
不合理了。于是我就想了一个办法,后来才知道原来这就是“快速排序”,请允许我小小地
自恋一下(^o^)。
方法其实很简单:分别从初始序列“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”两端开始“探测”。先从
右往左找一个小于 6 的数,再从左往右找一个大于 6 的数,然后交换它们。这里可以用两个
变量 i 和 j,分别指向序列最左边和最右边。我们为这两个变量起个好听的名字“哨兵 i”和
“哨兵 j”。刚开始的时候让哨兵 i 指向序列的最左边(即 i=1),指向数字 6。让哨兵 j 指向序
列的最右边(即 j=10),指向数字 8。

首先哨兵 j 开始出动。因为此处设置的基准数是最左边的数,所以需要让哨兵 j 先出动,
这一点非常重要(请自己想一想为什么)。哨兵 j 一步一步地向左挪动(即 j),直到找到
一个小于 6的数停下来。接下来哨兵 i 再一步一步向右挪动(即 i++),直到找到一个大于 6
的数停下来。最后哨兵 j 停在了数字 5 面前,哨兵 i 停在了数字 7 面前。


现在交换哨兵 i 和哨兵 j所指向的元素的值。交换之后的序列如下。
6 1 2 5 9 3 4 7 10 8

到此,第一次交换结束。接下来哨兵 j 继续向左挪动(再次友情提醒,每次必须是哨兵
j 先出发)。他发现了 4(比基准数 6 要小,满足要求)之后停了下来。哨兵 i 也继续向右挪
动,他发现了 9(比基准数 6 要大,满足要求)之后停了下来。此时再次进行交换,交换之
后的序列如下。
6 1 2 5 4 3 9 7 10 8

第二次交换结束,“探测”继续。哨兵 j 继续向左挪动,他发现了 3(比基准数 6 要小,
满足要求)之后又停了下来。哨兵 i 继续向右移动,糟啦!此时哨兵 i 和哨兵 j 相遇了,哨
兵 i 和哨兵 j 都走到 3 面前。说明此时“探测”结束。我们将基准数 6 和 3 进行交换。交换
之后的序列如下。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8

到此第一轮“探测”真正结束。此时以基准数 6 为分界点,6 左边的数都小于等于 6,6
右边的数都大于等于 6。回顾一下刚才的过程,其实哨兵 j 的使命就是要找小于基准数的数,
而哨兵 i 的使命就是要找大于基准数的数,直到 i 和 j 碰头为止。
OK,解释完毕。现在基准数 6 已经归位,它正好处在序列的第 6 位。此时我们已经将
原来的序列,以 6 为分界点拆分成了两个序列,左边的序列是“3 1 2 5 4”,右边的序列是

“9 7 10 8”。接下来还需要分别处理这两个序列,因为 6 左边和右边的序列目前都还是很混
乱的。不过不要紧,我们已经掌握了方法,接下来只要模拟刚才的方法分别处理 6 左边和右
边的序列即可。现在先来处理 6 左边的序列吧。
左边的序列是“3 1 2 5 4”。请将这个序列以 3为基准数进行调整,使得 3 左边的数都
小于等于 3,3 右边的数都大于等于 3。

调整完毕之后的序列的顺序应该是:
2 1 3 5 4
OK,现在 3 已经归位。接下来需要处理 3 左边的序列“2 1”和右边的序列“5 4”。对
序列“2 1”以 2 为基准数进行调整,处理完毕之后的序列为“1 2”,到此 2 已经归位。序列
“1”只有一个数,也不需要进行任何处理。至此我们对序列“2 1”已全部处理完毕,得到
的序列是“1 2”。序列“5 4”的处理也仿照此方法,最后得到的序列如下。
1 2 3 4 5 6 9 7 10 8
对于序列“9 7 10 8”也模拟刚才的过程,直到不可拆分出新的子序列为止。最终将会
得到这样的序列:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
到此,排序完全结束。细心的同学可能已经发现,快速排序的每一轮处理其实就是将这
一轮的基准数归位,直到所有的数都归位为止,排序就结束了

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代码如下:

#include<iostream>

using namespace std;
void  quicksort(int, int);
int a[1000];
int main()
{
int i, n;
cin >> n;
for (i = 1; i<=n; i++)
cin >> a[i];


quicksort(1, n);
for (i = 1; i<=n; i++)
cout << a[i];
return 0;


}
void  quicksort(int left, int right)
{

int i, j, temp, t;

//递归的终止条件,即边界
if (left > right)  
return ;

temp = a[left];  //基准值,即是作为比较的值
i = left;
j = right;

while (i != j)
{
//顺序很重要,要是先右边后左边,因为基准值选的就是最左边的
while (a[j] >= temp&&j > i)
j--;          //右哨兵开始探寻小于基准值的地方
while (a[i] <= temp&&j > i)
i++;           //左哨兵开始探寻大于基准值的地方
//交换满足条件的左右哨兵
if (i < j)

{
t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t;
}
}
a[left] = a[i];//基准值归位
a[i] = temp;

quicksort(left, j-1);  //递归处理左半边 j-1很重要
quicksort(j+1, right);   //递归处理右半边,j+1也很重要

}