快速排序的一些实现技巧(曾经被手写快排打倒过n+1次。。。)

来源:互联网 发布:owncloud 源码 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 00:07

首先是一个最简单的版本,与常见的双向扫描相比,这个只需要单向扫描即可,不容易出错,推荐手写时优先选择。m位置左侧包括m位置本身,是小于分割元素的,m位置右侧位置,是大于等于分割元素的。

#include<iostream>using namespace std;void qsort(int l,int r,int a[]){    if(l>=r)    {        return;    }    int m=l;    for(int i=l+1;i<=r;++i)    {        if(a[i]<a[l])        {            ++m;            int t=a[m];            a[m]=a[i];            a[i]=t;        }    }    int tmp=a[l];    a[l]=a[m];    a[m]=tmp;    qsort(l,m-1,a);    qsort(m+1,r,a);}int main(){    int a[]={8,5,7,4,9,2,1,0,4,5,1,2,8,5};    int n=sizeof(a)/sizeof(a[0]);    qsort(0,n-1,a);    for(int i=0;i<n;++i)    {        cout<<a[i]<<" ";    }    cout<<endl;}

但上述代码在处理特殊情况时效率会非常糟糕,比如数组含有n个相同的元素,此时由于上述处理相同元素的做法会得到一颗非常不平衡的递归树,这样将运行时间增加到O(n^2)。

这可以通过使用双向扫描并采用恰当的处理相同元素的策略来解决,代码如下:

void qsort2(int l,int r,int a[]){    if(l>=r)    {        return ;    }    int tmp=a[l];    int i=l;    int j=r+1;    while(true)    {        do        {            ++i;        }while((i<=r)&&(a[i]<tmp));        do        {            --j;        }while(a[j]>tmp);//no need to check j>l,because at most when j==l,a[j] will equal tmp        if(i>j)        {            break;        }        int tmp=a[i];        a[i]=a[j];        a[j]=tmp;    }    a[l]=a[j];    a[j]=tmp;    qsort2(l,j-1,a);    qsort2(j+1,r,a);}

在排序含有大量相同元素的序列时,这个方法的效率会显著高于第一个方法,因为可以避免陷入最坏O(n^2)的境地。


此外,需要注意的是划分点的选择也是一门技术活。上述讨论基于序列中的元素都是随机排列的这一假设。如果序列是已经有序的,那么上述无论哪个方法都会陷入O(n^2)的尴尬境地(因为划分的递归树是严重不平衡的),解决方案是随机选取划分点,之后将划分点钟元素与第一个元素交换,剩下的就和上述选择第一个元素作为划分点没有什么区别了。

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