快速排序

来源：互联网发布：国外有什么直播软件编辑：程序博客网时间：2024/06/06 12:43

快速排序算法

快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

算法介绍

快排图

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）。

排序演示

示例

假设用户输入了如下数组：

下标

数据

创建变量i=0（指向第一个数据）, j=5(指向最后一个数据), k=6(赋值为第一个数据的值)。

我们要把所有比k小的数移动到k的左面，所以我们可以开始寻找比6小的数，从j开始，从右往左找，不断递减变量j的值，我们找到第一个下标3的数据比6小，于是把数据3移到下标0的位置，把下标0的数据6移到下标3，完成第一次比较：

下标

数据

i=0 j=3 k=6

接着，开始第二次比较，这次要变成找比k大的了，而且要从前往后找了。递加变量i，发现下标2的数据是第一个比k大的，于是用下标2的数据7和j指向的下标3的数据的6做交换，数据状态变成下表：

下标

数据

i=2 j=3 k=6

称上面两次比较为一个循环。

接着，再递减变量j，不断重复进行上面的循环比较。

在本例中，我们进行一次循环，就发现i和j“碰头”了：他们都指向了下标2。于是，第一遍比较结束。得到结果如下，凡是k(=6)左边的数都比它小，凡是k右边的数都比它大：

下标

数据

如果i和j没有碰头的话，就递加i找大的，还没有，就再递减j找小的，如此反复，不断循环。注意判断和寻找是同时进行的。

然后，对k两边的数据，再分组分别进行上述的过程，直到不能再分组为止。

注意：第一遍快速排序不会直接得到最终结果，只会把比k大和比k小的数分到k的两边。为了得到最后结果，需要再次对下标2两边的数组分别执行此步骤，然后再分解数组，直到数组不能再分解为止（只有一个数据），才能得到正确结果。

调用函数

在c++中可以用函数qsort（）可以直接为数组进行排序。^[1]

用法:

void qsort(void *base, int nelem, int width, int (*fcmp)(const void *,const void *));

参数：
　　1 待排序数组首地址
　　2 数组中待排序元素数量
　　3 各元素的占用空间大小
　　4 指向函数的指针，用于确定排序的顺序

示例代码

GO

// 第一种写法
func quickSort(values []int, left, right int) {
    temp := values[left]
    p := left
    i, j := left, right
 
    for i <= j {
        for j >= p && values[j] >= temp {
            j--
        }
        if j >= p {
            values[p] = values[j]
            p = j
        }
 
        if values[i] <= temp && i <= p {
            i++
        }
        if i <= p {
            values[p] = values[i]
            p = i
        }
    }
    values[p] = temp
    if p-left > 1 {
        quickSort(values, left, p-1)
    }
    if right-p > 1 {
        quickSort(values, p+1, right)
    }
}
 
func QuickSort(values []int) {
    if len(values) <= 1 {
        return
    }
    quickSort(values, 0, len(values)-1)
}
 
// 第二种写法
func Quick2Sort(values []int) {
    if len(values) <= 1 {
        return
    }
    mid, i := values[0], 1
    head, tail := 0, len(values)-1
    for head < tail {
        fmt.Println(values)
        if values[i] > mid {
            values[i], values[tail] = values[tail], values[i]
            tail--
        } else {
            values[i], values[head] = values[head], values[i]
            head++
            i++
        }
    }
    values[head] = mid
    Quick2Sort(values[:head])
    Quick2Sort(values[head+1:])
}

C++语言

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
void Qsort(int a[], int low, int high)
{
    if(low >= high)
    {
        return;
    }
    int first = low;
    int last = high;
    int key = a[first];/*用字表的第一个记录作为枢轴*/
 
    while(first < last)
    {
        while(first < last && a[last] >= key)
        {
            --last;
        }
 
        a[first] = a[last];/*将比第一个小的移到低端*/
 
        while(first < last && a[first] <= key)
        {
            ++first;
        }
         
        a[last] = a[first];    
/*将比第一个大的移到高端*/
    }
    a[first] = key;/*枢轴记录到位*/
    Qsort(a, low, first-1);
    Qsort(a, first+1, high);
}
int main()
{
    int a[] = {57, 68, 59, 52, 72, 28, 96, 33, 24};
 
    Qsort(a, 0, sizeof(a) / sizeof(a[0]) - 1);/*这里原文第三个参数要减1否则内存越界*/
 
    for(int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++)
    {
        cout << a[i] << "";
    }
     
    return 0;
}/*参考数据结构p274(清华大学出版社，严蔚敏)*/


PHP<?php
function quickSort(&$arr){
    if(count($arr)>1){
        $k=$arr[0];
        $x=array();
        $y=array();
        $_size=count($arr);
        for($i=1;$i<$_size;$i++){
            if($arr[$i]<=$k){
                $x[]=$arr[$i];
            }elseif($arr[$i]>$k){
                $y[]=$arr[$i];
            }
        }
        $x=quickSort($x);
        $y=quickSort($y);
        return array_merge($x,array($k),$y);
    }else{
        return$arr;
    }
}
?>



Python递归#quick sort
def quickSort(L, low, high):
    i = low 
    j = high
    if i >= j:
        return L
    key = L[i]
    while i < j:
        while i < j and L[j] >= key:
            j = j-1                                                             
        L[i] = L[j]
        while i < j and L[i] <= key:    
            i = i+1 
        L[j] = L[i]
    L[i] = key 
    quickSort(L, low, i-1)
    quickSort(L, j+1, high)
    return L

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0 0