快速排序——C++实现

快速排序采用“分治法”

首先选取一个“轴值”，假设数据中有k个数小于轴值，那么这k个数放在数组最左边的k个位置上，而不小于k的数放在数组右边的n-k个位置上。

这就实现了数组的一个“分割”。

给定分割中的值不必排序。只要求所有结点都被轴值正确分割。

快速排序再对已经分割的子序列继续进行类似分割。

下图演示了快速排序的执行过程：

源程序：

#include "stdio.h"  template< class Elem >void swap( Elem list[], int i, int j ){    Elem e_tmp = list[i];    list[i] = list[j];    list[j] = e_tmp;}// 如果以第一个或者最后一个为轴值，那么正序序列或逆序序列// 的轴值的选择会使所有数分割到一边，影响排序性能// 而选取随机值开销较大，中间值是不错的选择int findpivot( int i_start, int i_end )  {      return ( i_start + i_end ) / 2;}// 描述://      分别从头尾往中间移动，与轴值比较，//      并且交换左右两边分别比轴值大和比轴值小的数// 返回值://      右边分割序列第一的序号template< class Elem >int partition( Elem list[], int i_left, int i_right, Elem e_pivot ){    do    {        while ( list[++i_left] < e_pivot );        while ( i_right > 0 && list[--i_right] > e_pivot );        swap( list, i_left, i_right );    }while ( i_left < i_right );    // 纠正最后一次不必要的交换    swap( list, i_left, i_right );    // 此时i_left是右边第一个    return i_left;}      template< class Elem >  int quicksort( Elem list[], int i_start, int i_end ){    // 递归 结束条件    if ( i_end <= i_start )        return 0;    int i_pivot = findpivot( i_start, i_end );    printf( "i_pivot: %d\n", i_pivot );    // put pivot at end    swap( list, i_pivot, i_end );    // i_start要减1，便于在partition里先自减，再比较    // i_end不需要减1，因为i_end本身已经为pivot    int i_pivot_new = partition( list, i_start - 1, i_end, list[i_end] );    printf( "i_pivot_new: %d\n", i_pivot_new );    // put pivot at the right pivot position    swap( list, i_end, i_pivot_new );    quicksort( list, i_start, i_pivot_new - 1 );    quicksort( list, i_pivot_new + 1, i_end );    return 0;  }    int main()  {      int p_srcarr[] = { 72, 6, 57, 88, 60, 42, 83, 73, 48, 85 };     const int i_len = 10;      printf( "sizeof( p_srcarr ): %d", sizeof( p_srcarr ) );        printf( "%s", "before quicksort\n" );      int i_index = 0;      for( i_index = 0; i_index < i_len; i_index ++ )      {          printf( "%4d", p_srcarr[i_index] );      }      printf( "%s", "\n" );        quicksort( p_srcarr, 0, i_len - 1 );      printf( "%s", "after quicksort\n" );      for( i_index = 0; i_index < i_len; i_index ++ )      {          printf( "%4d", p_srcarr[i_index] );      }      printf( "%s", "\n" );        return 0;  }

快速排序平均时间代价为：Θ(nlogn)

参考：
《数据结构与算法分析》