經(jīng)典排序之快速排序-創(chuàng)新互聯(lián)

一、概述 ????????快速排序是Hoare于1962年提出的一種二叉樹結(jié)構(gòu)的交換排序方法，其基本思想為：任取待排序元素序列中的某元素作為基準(zhǔn)值， 按照該排序碼將待排序集合分割成兩子序列，左子序列中所有元素均小于基準(zhǔn)值，右子序列中所有元素均大于基準(zhǔn)值，然后最左右子序列重復(fù)該過程，直到所有元素都排列在相應(yīng)位置上為止?？焖倥判虻年P(guān)鍵點(diǎn)在于如何按照基準(zhǔn)值劃分區(qū)間?？焖倥判蜻f歸實(shí)現(xiàn)的框架（本文以升序排序?yàn)榛A(chǔ)）： ? 
// 按照升序?qū)數(shù)組中[left, right)區(qū)間中的元素進(jìn)行排序
void QuickSort(int* a, int left, int right) {
	if (left+1>=right) {
		return;
	}
    // 按照基準(zhǔn)值對(duì)a數(shù)組的 [left, right)區(qū)間中的元素進(jìn)行劃分
	int div = partion(a, left, right);
    //以div為邊界遞歸左右區(qū)間
	QuickSort(a, left, div - 1);
	QuickSort(a, div+1, right);
}

站在用戶的角度思考問題，與客戶深入溝通，找到河?xùn)|網(wǎng)站設(shè)計(jì)與河?xùn)|網(wǎng)站推廣的解決方案，憑借多年的經(jīng)驗(yàn)，讓設(shè)計(jì)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造個(gè)性化、用戶體驗(yàn)好的作品，建站類型包括：網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站制作、企業(yè)官網(wǎng)、英文網(wǎng)站、手機(jī)端網(wǎng)站、網(wǎng)站推廣、域名注冊(cè)、虛擬空間、企業(yè)郵箱。業(yè)務(wù)覆蓋河?xùn)|地區(qū)。 ? 二、按基準(zhǔn)值劃分區(qū)間 ?1.hoare版本

74ee7452d4e74d599ae4c16c4a60ef2a.gif

首先選取一個(gè)key值，一般選取最左或最右。當(dāng)選最左為key值時(shí)需要R先移動(dòng)，當(dāng)R所在位置的數(shù)值小于key值時(shí)停下，L移動(dòng)找到比key值大的位置，然后交換L和R的數(shù)值，重復(fù)以上操作直到L和R相遇。一趟排序完成后key值被放在了正確的位置即左子序列均小于key值，右子序列均大于key值。這里值得注意的是當(dāng)key值選取最左端時(shí)需要R先移動(dòng)，選取最右端時(shí)需要L先移動(dòng)。這是因?yàn)橄嘤鰰r(shí)的數(shù)值與后移動(dòng)的一方有關(guān)，如果key值選左而L先移動(dòng)那么就會(huì)將比key值大的數(shù)字交換到最左邊，這不符合規(guī)則。hoare版本劃分區(qū)間代碼：

int Partion(int* a, int left, int right) {
	int key = left;
	while (left< right) {
		while (left< right && a[right] >= a[key]) {
			right--;
		}
		while (left< right && a[left]<= a[key]) {
			left++;
		}
		swap(&a[left], &a[right]);
	}
	swap(&a[key], &a[left]);

	return left;
}
2.挖坑法

93cd6bb281484f7097675990dab91ea3.gif

挖坑法是hore法的一種變形 ，先將第一個(gè)數(shù)據(jù)存放在臨時(shí)變量key中，形成一個(gè)坑位。R移動(dòng)找到比key值小的就停下與坑位交換，L再移動(dòng)找到比key值大的與坑位交換。相遇時(shí)將key值填入坑位。挖坑法劃分區(qū)間代碼：

int partion(int* a, int left, int right) {
	int key = a[left];
	int pivot = left;
	while (left< right) {
		while (left< right && a[right] >= key) {
			right--;
		}
		a[pivot] = a[right];
		pivot = right;
		while (left< right && a[left]<= key) {
			left++;
		}
		a[pivot] = a[left];
		pivot = left;
	}
	a[pivot] = key;
	return pivot;
}
3.前后指針法

f67123fc8ea34abca11392728ac954d6.gif

初始時(shí)pre指向序列起始位置，cur指向其后。cur移動(dòng)找到比key值小的時(shí)停下，交換cur的值和pre后一位置的值。cur繼續(xù)移動(dòng)重復(fù)操作直到越界。

int partion(int* a, int left, int right) {
	int pre = left;
	int key = left;
	int cur = pre + 1;
	while (cur<= right) {
		if (a[cur]< a[key] && ++pre != cur) {
			swap(&a[pre], &a[cur]);
		}
		cur++;
	}
	swap(&a[key], &a[pre]);
	return pre;
}
三、快速排序非遞歸實(shí)現(xiàn)

? 遞歸版本中每個(gè)創(chuàng)建的棧幀都保存了當(dāng)前區(qū)間的left和right值，我們也可以利用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存入待處理的區(qū)間，每次取出區(qū)間后按key值劃分區(qū)間，并將形成的兩個(gè)新區(qū)間壓入棧中，當(dāng)劃分的區(qū)間內(nèi)沒有值時(shí)停止壓棧，重復(fù)操作直到棧空。

//寫的棧的代碼就不列出
void QuickSortNonR(int* a, int left, int right) {
	ST st;//創(chuàng)建棧
	StackInit(&st);//初始化棧
    //將左右區(qū)間值壓入棧中
	StackPush(&st, right);
	StackPush(&st, left);
	while (!StackEmpty(&st)) {
        //取出棧中存放的左右區(qū)間值
		int left=StackTop(&st);
		StackPop(&st);
		int right=StackTop(&st);
		StackPop(&st);
        //劃分區(qū)間，前面已講
		int div = partion(a, left, right);
        //區(qū)間內(nèi)有值繼續(xù)壓入棧中
		if (div + 1< right) {
			StackPush(&st, right);
			StackPush(&st, div+1);
		}
		if (left + 1< div) {
			StackPush(&st, div-1);
			StackPush(&st, left);
		}
	}	
	StackDestroy(&st);//銷毀棧
}
四、優(yōu)化 1.三數(shù)取中法選key值

? 理想情況下快速排序的時(shí)間復(fù)雜度為O(n*logn),但是如果待排序的序列是有序的，每次劃分區(qū)間時(shí)選擇左值為key值，劃分后左子區(qū)間都是是不存在的，此時(shí)時(shí)間復(fù)雜度變成了O(n^2).

a515ade2462d4f96ba99ebdd3625eea6.png

解決方法：

（1）.隨機(jī)選擇key值，不推薦

（2）.三數(shù)取中，選擇left、right、left+（right-left)/2,這三個(gè)位置的中間大小的數(shù)值做key值。

2.遞歸到小的子區(qū)間時(shí)，考慮使用插入排序

? 與二叉樹結(jié)構(gòu)類似，當(dāng)遞歸到最后幾層時(shí)，大量的小區(qū)間調(diào)用了函數(shù)，代價(jià)較大。于是就有了小區(qū)間優(yōu)化的概念。當(dāng)區(qū)間的序列個(gè)數(shù)小于一定數(shù)時(shí)（這里取十），采用插入排序。

快速排序優(yōu)化版本完整代碼：

int FindMiddle(int* a, int left, int right) {
	int middle = left+(right-left)/2;
	if (a[right] >a[middle]) {
		if (a[middle] >a[left]) {
			return middle;
		}
		else {
			return left;
		}
	}
	else {
		if (a[right] >a[left]) {
			return right;
		}
		else {
			return left;
		}
	}
}
//前后指針法劃分區(qū)間
int partion(int* a, int left, int right) {
	int mid = FindMiddle(a,left,right);//取中
    swap(&a[left],&a[mid);//交換mid位置的值和left的值
    int pre = left;
    int key=left;
	int cur = pre + 1;
	while (cur<= right) {
		if (a[cur]< a[key] && ++pre != cur) {
			swap(&a[pre], &a[cur]);
		}
		cur++;
	}
	swap(&a[key], &a[pre]);
	return pre;
}

void QuickSort(int* a, int left, int right) {
	if (left+1>=right) {
		return;
	}
    //小區(qū)間優(yōu)化，區(qū)間內(nèi)的個(gè)數(shù)小于10時(shí)采用插入排序
    if(right-left<10){
        InsertSort(a,right-left+1);
    }else{
	int div = partion(a, left, right);
	QuickSort(a, left, div - 1);
	QuickSort(a, div+1, right);
    }    
}

特殊情況：當(dāng)待排序序列為同一個(gè)值或者大量相同數(shù)值時(shí)，優(yōu)化也不能解決此類問題，此時(shí)不建議采用快速排序。

? ? ? ? ??

你是否還在尋找穩(wěn)定的海外服務(wù)器提供商？創(chuàng)新互聯(lián)www.cdcxhl.cn海外機(jī)房具備T級(jí)流量清洗系統(tǒng)配攻擊溯源，準(zhǔn)確流量調(diào)度確保服務(wù)器高可用性，企業(yè)級(jí)服務(wù)器適合批量采購，新人活動(dòng)首月15元起，快前往官網(wǎng)查看詳情吧

新聞名稱：經(jīng)典排序之快速排序-創(chuàng)新互聯(lián)
當(dāng)前路徑：http://muchs.cn/article44/dphghe.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供響應(yīng)式網(wǎng)站、自適應(yīng)網(wǎng)站、搜索引擎優(yōu)化、企業(yè)建站、網(wǎng)站營銷、移動(dòng)網(wǎng)站建設(shè)

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請(qǐng)盡快告知，我們將會(huì)在第一時(shí)間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場(chǎng)，如需處理請(qǐng)聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來源： 創(chuàng)新互聯(lián)

h5響應(yīng)式網(wǎng)站建設(shè)