快速排序----非递归

我们以前写快排都是写递归的。

#include<iostream>#include<vector>#include<stack>#include<stdlib.h>#include<algorithm>#include <time.h>using namespace std;template <typename Comparable>int partition(vector<Comparable> &vec,int low,int high){    Comparable pivot=vec[low];  //任选元素作为轴，这里选首元素    while(low<high){        while(low<high && vec[high]>=pivot){            high--;}        vec[low]=vec[high];        while(low<high && vec[low]<=pivot){            low++;}        vec[high]=vec[low];    }    //此时low==high    vec[low]=pivot;    return low;}/**使用递归快速排序**/template<typename Comparable>void quicksort1(vector<Comparable> &vec,int low,int high){    if(low<high){        int mid=partition(vec,low,high);        quicksort1(vec,low,mid-1);        quicksort1(vec,mid+1,high);    }}/**使用栈的非递归快速排序**/template<typename Comparable>void quicksort2(vector<Comparable> &vec,int low,int high){    stack<int> st;    if(low<high){        int mid=partition(vec,low,high);        if(low<mid-1){            st.push(low);            st.push(mid-1);        }        if(mid+1<high){            st.push(mid+1);            st.push(high);        }        //其实就是用栈保存每一个待排序子串的首尾元素下标，下一次while循环时取出这个范围，对这段子序列进行partition操作        while(!st.empty()){            int q=st.top();            st.pop();            int p=st.top();            st.pop();            mid=partition(vec,p,q);            if(p<mid-1){                st.push(p);                st.push(mid-1);            }            if(mid+1<q){                st.push(mid+1);                st.push(q);            }               }    }}int main(){    int len=1000000;    vector<int> vec;    for(int i=0;i<len;i++){vec.push_back(rand()); }    clock_t t1=clock();    quicksort1(vec,0,len-1);    clock_t t2=clock();    cout<<"recurcive  "<<1.0*(t2-t1)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;    //重新打乱顺序    random_shuffle(vec.begin(),vec.end());    t1=clock();    quicksort2(vec,0,len-1);    t2=clock();    cout<<"none recurcive  "<<1.0*(t2-t1)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;    return 0;}

 

今天突然想起来，若是让你改成非递归，该咋写呢。

在网上找了个。

运行结果是：

recurcive  4.932
none recurcive  7.959
请按任意键继续. . .

 

可以看到非递归的算法比递归实现还要慢。

下面解释为什么会这样。

递归算法使用的栈由程序自动产生，栈中包含：函数调用时的参数和函数中的局部变量。

如果局部变量很多或者函数内部又调用了其他函数，则栈会很大。

每次递归调用都要操作很大的栈，效率自然会下降。

而对于非递归算法，每次循环使用自己预先创建的栈，因此不管程序复杂度如何，都不会影响程序效率。对于上面的快速排序，由于局部变量只有一个mid，栈很小，所以效率并不比非递归实现的低。