快速排序的非递归实现
来源:互联网 发布:没爱了网络语的意思 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 03:32
快速排序的非递归实现
首先说明一下快速排序是对冒泡排序的改进。为什么这么说呢?想一下冒泡排序,它把序列分成了两部分,前半部分无序,后半部分升序排列,并且后半部分的数都大于前半部的数。
由此可得到快速排序和冒泡排序的一些共同点:
- 都要经历n趟排序
- 每趟排序要经历O(n)次比较
- 都是后半部分元素比前半部大
而不同之处就在于冒泡排序的交换操作发生相邻的元素之间,即一趟排序可以要经过多次交换操作;快速排序的交换操作发生在间隔比较远的两个元素之间,一趟排序要经过交换操作次数会少一些。
下面给出快速排序的递归和非递归实现代码:
#include<iostream>
#include<vector>
#include<stack>
#include<cstdlib>
#include<algorithm>
using
namespace
std;
/**把数组分为两部分,轴pivot左边的部分都小于轴右边的部分**/
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;
}
0 0
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