基本算法-快速排序

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了基本算法-快速排序相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

作者:翟天保Steven
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前言

       本文介绍一种排序算法——快速排序,是常用的排序算法之一。以下是本篇文章正文内容,包括算法简介、算法特点、算法实现和C++示例。

一、快速排序简介

       快速排序法又称分割交换排序法,是目前公认的较优排序法之一,采用了分而治之的思想。先从数据中找到一个参照值,将其放置在数据中间,把数据集分为两部分,比参照值小的在左边,大的在右边;再以同样的方式分别处理左右侧的数据,直到排序完毕。

       快速排序法的实现思路有很多,本文介绍其中一种(我觉得最好理解且最方便实现的)——占坑法。

  1. 假设第一个数据是参照值,该值备份下来。
  2. 从后开始找比它小的数值a,并将其放置在第一个数据处,然后再从前开始找比它大的数值b,将其放置在a原先的位置,以此类推,以占坑的方法让数据集动态排序。
  3. 在此过程中,数据集一直有两个值是一样的。
  4. 直到前下标和后下标重合时,将备份的参考值替换当前下标的数值,这样就完成了第一轮的分区。
  5. 同操作分别处理左侧数据集合右侧数据集,可用递归进行。递归完成,排序完毕。

二、算法特点

       1)最好情况和平均情况下,时间复杂度为O(nlog2n);最坏情况下,每次挑中的参照值都是最值,这样时间复杂度为O(n2)

       2)不稳定,假设两个一样的值a=b,a在前b在后,a被选为基准,排完一遍后,a很大可能就跑到b的后面去了。

       3)占坑法的空间复杂度是O(1),别的实现方法可能会增加空间复杂度。

       4)快速排序法是目前使用较多的排序算法,也是平均运行速度较快的算法。

三、代码实现

       代码实现逻辑:

  1. 以最左侧数据为基准,并备份为b。
  2. 占坑法对比数据并替换。
  3. 当i==j时,将备份的基准值b赋值到data[i],完成一次分区。
  4. 对左侧数据和右侧数据分别排序。
  5. 递归完成,排序结束。
// 快速排序
void QuickSort(vector<int> &data, int left, int right)

	// 若左标与右标重合,中断
	if (left >= right)
		return;

	// i为左标,j为右标,b为基准
	int i = left;
	int j = right;
	int b = data[i];
	// 占坑式替换
	while (i < j)
	
		while (data[j] >= b && i < j)
			j--;
		data[i] = data[j];
		while (data[i] <= b && i < j)
			i++;
		data[j] = data[i];
	
	data[i] = b;

	QuickSort(data, left, i - 1);
	QuickSort(data, i + 1, right);

四、C++示例

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

// 展示当前顺序
void Show(vector<int> data)

	size_t size = data.size();
	for (size_t i = 0; i < size; ++i)
		cout << setw(4) << data[i];
	cout << endl;


// 快速排序
int Count = 1;
void QuickSort(vector<int> &data, int left, int right)

	// 若左标与右标重合,中断
	if (left >= right)
		return;

	// i为左标,j为右标,b为基准
	int i = left;
	int j = right;
	int b = data[i];
	// 占坑式替换
	while (i < j)
	
		while (data[j] >= b && i < j)
			j--;
		data[i] = data[j];
		while (data[i] <= b && i < j)
			i++;
		data[j] = data[i];
	
	data[i] = b;
	cout << "第" << Count << "次排序结果:\\n";
	Show(data);
	Count++;
	QuickSort(data, left, i - 1);
	QuickSort(data, i + 1, right);


// 主函数
int main()

	vector<int> data =  9,11,567,0,-2,4,2 ;

	// 快速排序
	cout << "快速排序:\\n原始数据:\\n";
	Show(data);
	QuickSort(data, 0, data.size() - 1);
	cout << "排序后结果:\\n";
	Show(data);

	system("pause");
	return 0;

       效果图:

       综上所述,快速排序法是个比较好用的排序法,优点是速度快,缺点就是极端情况下的排序较慢,且不稳定~

       如果文章帮助到你了,可以点个赞让我知道,我会很快乐~加油!

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