快速排序的C语言实现
来源:互联网 发布:孙可望 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 23:07
快速排序方法对整数序列操作的一种C语言实现
目标
给定一个长度为n的整数序列,将序列从小到大进行排序
原理
- 从序列中任选一个值,将原有序列划分为两个子序列,其中,左侧序列中的值均小于该选出的值,右侧序列中的值均大于或者等于该选中的值,该值位于两个子序列交界(既不属于左侧、也不属于右侧);
- 分别对左侧、右侧的子序列用同样的方法进行排序;
- 将两个子序列以及中心位置的值进行合并,获得最终排序后的结果。
实现
#include <stdio.h>/** * 将输入序列划分为两个子序列,并返回中间位置的下标 * * @param arr 输入划分的输入序列 * @param left 需要划分序列的最左侧元素下标 * @param right 需要划分序列的最右侧位置下标 * @return 找到的中心位置坐标 */int partition(int arr[], int left, int right) { int j = left, i; int selectedValue = arr[right]; int temp; // 用j指定预期的中心点位置 // 用游标i从左向右遍历,如果小于选定值,则扔到j指定位置的左侧,否则继续向右 for (i = left; i < right; i++) { if (arr[i] < selectedValue) { // 交换i与j位置的值,并更新j指向的位置 temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; j++; } } arr[right] = arr[j]; arr[j] = selectedValue; return j;}/** * 对输入序列进行快速排序 * * @param arr 待排序数组 * @param left 需要排列位置的最左侧元素下标 * @param right 需要排序位置的最右侧位置下标 */void quickSort(int arr[], int left, int right) { int q; if (left < right) { q = partition(arr, left, right); quickSort(arr, left, q - 1); quickSort(arr, q + 1, right); }}int main() { int i = 0; int a[15] = { 3, 4, 53, 4, 5, 3, 4, 5, 6, 2, 37, -3,-33, 5, 3 }; quickSort(a, 0, 14); // 输出 for (i = 0; i < 15; i++) { printf("%d ", a[i]); } return 0;}
运行结果
-33 -3 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 37 53
分析
- 因为代码中直接在序列原有位置进行排序,所以,可以直接省掉原理第3条中的合并步骤;
- 在进行划分时,可以有很多方法找到中间位置,例如从两侧往中间找,分别找到一个大于选定值和一个小于选定值的,进行交换。在本实现中,则从一侧开始找,并用两个下标进行辅助标志预期的中心位置。
- 在快速排序方法中,在理想情况下,应该每次都能成功把序列划分成两个长度相等的子序列,此时,其时间复杂度为
O(nlogn)
,而在极端情况下,则每次划分都找到了端点位置,此时,快速排序的时间复杂度将降为O(n^2)
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