高级排序算法之双路快速排序

Posted 2021-02-15 baihl

双路快速排序算法分析

对于具有大量重复数据的排序按照之前的方式性能会很低，现在我们增加两个标志，想办法把大量重复的数据分到两部分，例如设置v作为标志数据，让等于v的数据分为两部分，如下图所示，这样可以避免两边的数据出现一边倒的情况。

根据以上算法的思想，代码修改如下：

//双路快速排序算法：解决具有大量重复源数据排序慢的问题
template<typename T>
int _partition2Ways(T arr[], int l, int r)
{
    //优化点2：通过随机选择元素标志，防止对几乎有序的数据排序慢的问题
    srand(time(NULL));
    swap(arr[l], arr[rand()%(r-l+1)+l]);
    
    T v = arr[l];

    int i = l+1, j = r;      //arr[l+1...j] < v ; arr[j+1...r] > v
    while(true)
    {
        while(i <= r && arr[i] < v)
            i++;
        while(j >= l && arr[j] > v)
            j--;

        if(i > j)
            break;

        swap(arr[i], arr[j]);
        i++;
        j--;
    }

    swap(arr[l], arr[j]);
    return j;
}

template<typename T>
void _quickSort2Ways(T arr[], int l, int r)
{
    //优化点1：小规模数据使用插入排序
    if(r-l <= 15)
    {
        insertionSort(arr, l, r);
        return;
    }

    int p = _partition2Ways(arr, l, r); //调用双路快速排序
    _quickSort2Ways(arr, l, p-1);
    _quickSort2Ways(arr, p+1, r);
}

template<typename T>
void quickSort2Ways(T arr[], int n)
{
    srand(time(NULL));
    _quickSort2Ways(arr, 0, n-1);
}

　　

经过性能测试，双路排序算法对具有大量重复的数据排序性能很好，但是在此基础上还可以进行优化，请查看三路快速排序算法的实现。