排序会了递归，不学非递归太可惜了

Posted 2022-04-22 拼命阿紫

有一天我用水壶烧水的时候

不小心水放满了

于是当它烧沸腾的时候

水一直往外冒

我便想起了递归导致栈溢出的情况

于是阿紫姐姐便在网上学习了非递归算法

接下来阿紫姐姐传授给大家哦！

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本期阿紫姐姐就带领大家一起来学习快速排序、归并排序非递归的实现哦！！！

目录：

1、快速排序非递归

2、归并排序非递归

学习非递归之前我们得先学习递归的缺陷，才能更好了解非递归的优势。

递归的缺陷：栈帧空间太深，栈空间不够用，会导致溢出。

 c语言内存分配： 

 例如：

递归1000次：

递归10000次：  

图解： 

 递归（函数调用）是进行压栈的操作，当压栈太深时，就会造成栈溢出的情况。

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递归改非递归方法：①直接改循环  ②借助数据结构栈模拟递归过程 

 1、快速排序非递归 

我们来运用非递归实现快速排序挖坑法 

 1.1代码实现

栈的操作，大家可以看阿紫之前发的“不会2022年还有人不懂栈吧”这篇博文哦！

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include"stack.h"
//挖坑法 - 升序
int PartSort(int* a, int left, int right)

	int begin = left;
	int end = right;
	int key = a[begin];
	int pivot = begin;

	while (begin < end)
	
		while (begin < end && a[end] >= key)
		
			--end;
		
		a[pivot] = a[end];
		pivot = end;

		while (begin < end && a[begin] <= key)
		
			++begin;
		
		a[pivot] = a[begin];
		pivot = begin;
	

	pivot = begin;//当begin与end相遇，随便把begin和end的值给pivot
	a[pivot] = key;

	return pivot;

//快速排序非递归
void QuickSortNonR(int* a, int n)

	ST st;
	StackInit(&st);//初始化栈
	StackPush(&st, n - 1);//入数组最后一个元素下标
	StackPush(&st, 0);//入数组第一个元素下标

	while (!StackEmpty(&st))//当栈不为空我们就进入循环
	
		int left = StackTop(&st);//取出栈顶元素给left
		StackPop(&st);//出栈 - 删除栈顶元素

		int right = StackTop(&st);
		StackPop(&st);

		int keyIndex = PartSort(a, left, right);//使用挖坑法区间排序

		//[left, keyIndex - 1] keyIndex [keyIndex + 1, right]  -  分成子区间

		if (keyIndex + 1 < right)//因栈后进先出的特性，所以先入右区间
		
			StackPush(&st, right);
			StackPush(&st, keyIndex + 1);
		

		if (left < keyIndex - 1)
		
			StackPush(&st, keyIndex - 1);
			StackPush(&st, left);
		
	

	StackDestory(&st);//销毁栈

int main()

	int arr[10] = 3, 4, 2, 5, 1;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	QuickSortNonR(arr, sz);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	
		printf("%d ", arr[i]);
	
	return 0;

 1.2思路讲解

 我们根据上面的代码来学习思路 

 

 2、归并排序非递归

2.1代码实现

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include"stack.h"

//归并排序之非递归
void MergeSortNonR(int* a, int n)

	int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int)* n);
	if (tmp == NULL)
	
		perror("malloc:");
		return;
	

	int gap = 1;//gap为每组数据的个数，每次翻倍

	while (gap < n)
	
		for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap)
		
			//可以看成 [i, i + gap - 1]  [i + gap, i + 2 * gap - 1]
			int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;
			int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;

			//归并过程中右半区间有可能不存在！
			if (begin2 >= n)
				break;
			//归并过程中右半区间越界了，就修正
			if (end2 >= n)
			
				end2 = n - 1;
			

			int index = i;
			while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
			
				if (a[begin1] < a[begin2])
				
					tmp[index++] = a[begin1++];
				
				else
				
					tmp[index++] = a[begin2++];
				
			

			while (begin1 <= end1)
			
				tmp[index++] = a[begin1++];
			
			while (begin2 <= end2)
			
				tmp[index++] = a[begin2++];
			

			//拷贝进去
			for (int j = i; j <= end2; ++j)
			
				a[j] = tmp[j];
			
		
		gap *= 2;
	
	free(tmp);


int main()

	int arr[] = 10, 6, 7, 1, 3, 9, 4, 2  ;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	MergeSortNonR(arr, sz);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	
		printf("%d ", arr[i]);
	
	return 0;

 2.2思路讲解