排序算法之快速排序的随机化版本

来源：互联网发布：中国人工智能股票龙头编辑：程序博客网时间：2024/06/05 07:09

4.3 快速排序的随机化版本

这种方法并不是一种全新的排序算法，而是在快速排序的基础上加入随机化的因素，因素，因而仍然将其作为第四种方法（快速排序）的一种补充。

为什么要提出快速排序的随机化版本，主要是对于快速排序法其划分情况的好坏会直接影响排序的效率，而且，快速排序的平均性能较好，所以，加入随机化成分，可以使该算法对于所有输入均能获得较好的平均情况性能。

针对加入随机化的环节，选取的是选取主元的环节，因为主元的选取直接影响快速排序算法的数组划分。

C代码实现为：

#include <stdio.h>#include <random>//交换两数void exchange(int &a, int &b) {if(a!=b) {int temp = a;a = b;b = temp;}}//数组划分int portition(int a[], const int &start, const int &end){int x = a[end];int i = start;for(int j=start; j<end; j++) {if( x>a[j] ) {exchange(a[i], a[j]);i = i+1;}}exchange(a[i], a[end]);return i;}//随机选取主元int  random_portition(int a[], const int &start, const int &end) {int indexRandom = rand()%(end-start+1) + start;exchange(a[indexRandom], a[end]);return portition(a, start, end);}//快速排序的随机化版本void random_quicksort(int a[], const int &start, const int &end){if( start<end ) {int mid = random_portition(a, start, end);if(mid!=0) {random_quicksort(a, start, mid-1);}random_quicksort(a, mid+1, end);}}int main(int argc, char** argv) {const int length = 25;int a[length];for(int i=0; i<length; i++){a[i] = rand()%100;}for(int i=0; i<length; i++) {printf("%d ", a[i]);}printf("\n");random_quicksort(a, 0, length-1);for(int i=0; i<length; i++) {printf("%d ", a[i]);}printf("\n");return 0;}

C++代码实现为：

#include <random>#include <iostream>#include <vector>using namespace std;//交换两数位置void exchange(int &a, int &b) {if(a!=b) {int temp = a;a = b;b = temp;}}//数组划分vector<int>::iterator portition(vector<int> &aVec, const vector<int>::iterator &itStart, const vector<int>::iterator &itEnd) {int x = *(itEnd);vector<int>::iterator i = itStart;for(vector<int>::iterator j=itStart; j<itEnd; j++) {if( x>*(j) ) {exchange(*(i), *(j));i = i+1;}}exchange(*(i), *(itEnd));return i;}//选取随机的主元vector<int>::iterator random_portition(vector<int> &aVec, const vector<int>::iterator &itStart, const vector<int>::iterator &itEnd) {vector<int>::iterator indexRandom = rand()%(itEnd-itStart+1) + itStart;exchange(*(indexRandom), *(itEnd));return portition(aVec, itStart, itEnd);}//快速排序的随机化版本void random_quicksort(vector<int> &aVec, const vector<int>::iterator &itStart, const vector<int>::iterator &itEnd) {if( itStart<itEnd ) {vector<int>::iterator mid = random_portition(aVec, itStart, itEnd);if(mid!=itStart) {random_quicksort(aVec, itStart, mid-1);}random_quicksort(aVec, mid+1, itEnd);}}int main(int argc, char** argv) {vector<int> a;for(int i=0; i<20; i++){a.push_back( rand()%100 );}for(vector<int>::iterator it=a.begin(); it<a.end(); it++) {cout<<*(it)<<" ";}cout<<endl;random_quicksort(a, a.begin(), a.end()-1);for(vector<int>::iterator it=a.begin(); it<a.end(); it++) {cout<<*(it)<<" ";}cout<<endl;return 0;}

2 0