快速排序算法、计数排序算法

来源:互联网 发布:肖像剪纸软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/09 20:17

快速排序是分治算法,将数组分为几部分,在各部分内完成排序,递归排序。算法时间复杂度O(nlgn)。这是比较排序算法中速度最快的一个算法了。计数排序、基数排序、桶排序算法是非比较排序算法,他们的算法复杂度是O(n)。快速排序算法在选取支点上要有技巧,最好能达到随即要求。
1,快速排序算法:
普通快速排序
 1typedef struct int_array
 2{
 3    int *pa;//数组,对于任意类型的数据,可以使用char *pc,int typelen实现。
 4    int array_size;//数组元素数量
 5    int capacity;//缓存大小
 6} INT_ARRAY;//有点类似于vector
 7
 8
 9int partition(INT_ARRAY *pia,int p,int r)
10{
11    int x,i,j;
12    x = pia->pa[p];
13    i = p -1;
14    j = r + 1;
15    while (1)
16    {
17        --j;
18        while(pia->pa[j] > x && j-- >= p)
19            ;
20        ++i;
21        while(pia->pa[i] < x && i++ <= r)
22            ;
23
24        if (i < j)
25        {
26            swap(&pia->pa[i],&pia->pa[j]);
27        }
28        else
29        {
30            return j;
31        }
32    }
33}
34
35void quick_sort(INT_ARRAY *pia,int p,int r)
36{
37    int q;
38    if(p < r)
39    {
40        q = partition(pia,p,r);
41        quick_sort(pia,p,q);
42        //p = q +1;
43        quick_sort(pia,q+1,r);
44    }
45}
2,改进版本的快速排序(随机分布版本的快速排序)
随机分布快速排序
 1int random_partition(INT_ARRAY *pia,int p,int r)
 2{
 3    int i = (mrand() %(r-p +1)) + p;
 4    swap(&pia->pa[i],&pia->pa[p]);
 5    return partition(pia,p,r);
 6}
 7void random_quick_sort(INT_ARRAY *pia,int p,int r)
 8{
 9    int q;
10    if (p < r)
11    {
12        q = random_partition(pia,p,r);
13        random_quick_sort(pia,p,q);
14        random_quick_sort(pia,q + 1,r);
15    }
16}
3,计数排序算法
   计数排序算法是需要知道数组元素的上下限,并且最好是对整数元素排序,计数每个元素的个数,需要占用比较多的空间。
计数排序
 1void counting_sort(INT_ARRAY *pia, int max)
 2{
 3    int i,c;
 4    int *pb,*pc;
 5   
 6    //malloc 最多UNIT_MAX字节,因此c 最多到UINT_MAX/sizeof(int) ;
 7    pb = (int*)malloc(sizeof(int) * pia->array_size);
 8    if (!pb)
 9    {
10        return;
11    }
12    c = max + 1;
13    pc = (int*)malloc(sizeof(int)*c);
14    if (!pc)
15    {
16        free(pb);
17        return;
18    }
19    memset((char*)pb,0xCC,sizeof(int)*pia->array_size);
20    memset((char*)pc,0xCC,sizeof(int)*c);
21    for (i = 0; i < pia->array_size; ++i)
22    {
23        pb[i] = pia->pa[i];
24    }
25    for (i = 0 ; i < c ; ++i)
26    {
27        pc[i] = 0;
28    }
29    for (i = 0; i < pia->array_size; ++i)
30    {
31        pc[pb[i]] ++;
32    }
33    for (i = 1; i < c; ++i)
34    {
35        pc[i] += pc[i-1];
36    }
37    for (i = pia->array_size - 1; i >= 0; --i)
38    {
39        pia->pa[pc[pb[i]] -1] = pb[i];
40        pc[pb[i]] --;
41    }
42    free(pb);
43    free(pc);
44}4,测试代码
   在测试整数时,1kw整数,快速排序5秒,堆排序20秒,计数排序是0.43秒。