文章目錄

• • 1.快速排序的思想
  • 2.基本實現
  • • • 2.1第一種排序
      • 2.2第二種排序
      • 2.3第三種排序(挖坑法)
      • 2.4代碼測試
  • 3.代碼優化
  • 4.快速排序小結

1.快速排序的思想

快速排序的過程可以分為以下幾步：

先找一個基準，將這個基準賦值給臨時變量tmp中

從后往前找第一個比基準小的數據賦值到i位置

從前往后找第一個比基準大的數據賦值到j位置

重復步驟1和步驟2直到i和j相遇，然后將tmp的值賦給i和j相遇的位置

將基準左邊和基準右邊的數據繼續按照步驟1，2，3，4進行，直到數據全部排完。

2.基本實現

2.1第一種排序

首先找基準值，然后cur標記left，prev標記cur-1，然后cur遍歷，分為兩個階段：第一個是cur沒找到比基準值大的，prev和cur一直緊挨著。第二種是找到了，然后cur++，繼續遍歷，找到比基準值小的，然后才讓++prev，此時prev和cur換一下位置，cur繼續遍歷，循環結束，最后right-1和++prev位置交換，放好基準值的位置。

int Partion1(int* array, int left, int right) {int cur = left;int prev = cur - 1;int key = array[right - 1];while (cur < right){if (array[cur] < key && ++prev != cur)Swap(&array[cur], &array[prev]);cur++;}if (++prev != (right - 1))Swap(&array[prev], &array[right - 1]);return prev; }

2.2第二種排序

先標記基準值（這里先取最后一個元素為基準值，記錄起來），之后定義兩個指針，然后前后遍歷，找到比基準值大的或者小的的元素的位置，然后進行標記，標記成功后進行交換，最后添加一個循環，此時的begin和end是在一個位置的，你要將begin和right-1（其實就是基準值的位置）位置的元素交換。

int Partion2(int* array, int left, int right) {int begin = left;int end = right - 1;//設置基準值，取數組最右側的元素int key = array[end];while (begin < end){//尋找大于基準值的數while (begin < end && array[begin] <= key)begin++;while (begin < end && array[end] >= key)end--;if (begin < end)Swap(&array[begin], &array[end]);}//這里將基準值和begin（end）交換if (begin != right - 1)Swap(&array[begin], &array[right - 1]);return begin;//此時應該返回begin，key只是值（這里是下標操作） }

2.3第三種排序(挖坑法)

這種還是先標記基準值，依舊是begin和end兩個指針，然后begin先找比基準值大的元素，將其填寫到right-1的位置上，此時的begin的位置就是一個坑，然后end從后開始遍歷，找到比基準值小的元素將其填寫到begin的位置，end的位置就是一個坑，循環以上操作，結束后就將標記起來的基準值填寫到begin（end）的位置。

int Partion3(int* array, int left, int right) {int begin = left;int end = right - 1;int key = array[end];//基準值while (begin < end){//從頭開始大于key的值的位置while (begin < end && array[begin] <= key)begin++;//將這個值填到基準值的位置if (begin < end){array[end--] = array[begin];//這里的end一定要往前走一步}//從尾開始大于key的值得位置while (begin < end && array[end] >= key)end--;//填坑在begin的位置if (begin < end){array[begin++] = array[end];}}//將基準值填寫到begin的位置（此時的begin和end的位置是一樣的）array[begin] = key;return begin; }

2.4代碼測試

void Swap(int *left, int* right) {int temp = *left;*left = *right;*right = temp; }void QuickSort(int* array, int left, int right) {//right-left>1說明中間必有元素if (right - left > 1){int div = Partion3(array, left, right);QuickSort(array, left, div);QuickSort(array, div + 1, right);} }void Print(int* array, int size) {for (int i = 0; i < size; i++){printf("%d ", array[i]);}printf("\n"); }#include "QuickSort.h"int main() {int array[] = { 9, 3, 8, 6, 7, 2, 1, 0, 4, 5 };Print(array, sizeof(array) / sizeof(array[0]));QuickSort(array, 0, sizeof(array) / sizeof(array[0]));Print(array, sizeof(array) / sizeof(array[0]));return 0; }

3.代碼優化

當最右邊的數字是最大或者最小時，此時我們對取基準值進行優化，保證不至于偏差非常大。

//三值取中法 int GetIndexOfMid(int* array, int left, int right) {int mid = left + ((right - left) >> 1);if (array[left] > array[right - 1]){if (array[mid] > array[left])return left;else if (array[mid] < array[right - 1])return right;elsereturn mid;}else{if (array[mid] < array[left])return left;else if (array[mid] > array[right - 1])return right;elsereturn mid;} }

注意：三值取中法返回的是下標。

此時就需要優化一下里面的三種排序里面的代碼。

int ret = GetIndexOfMid(array, left, right);int key = array[ret];//基準值//將那個放到最后面，就可以和之前的代碼連接起來Swap(&array[ret], &array[right - 1]);

4.快速排序小結

• 這個快排的時間復雜度為O(nlogn)，空間復雜度為O(logn)，快速排序是一個不穩定的排序算法。

• 若對于一系列有序（不論是遞增有序還是遞減有序）的數據進行快排時，快排就會退化，相當于冒泡排序，解決方法主要有兩種，一種是隨機找一個基準，另外一種是三位數取中的方法。

• 需要注意的是對于單鏈表中的數據不能用快速排序進行，由于單鏈表只有一個后繼指針而沒有前驅指針，因此單鏈表是不能用快排進行排序的。

• 當數據量比較大的時候不適合用快速排序，此時堆排序對這些數據進行排序更為合適。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的快速排序的三种实现方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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