快速排序（快速排序系统学习）

Posted 2021-03-07 alice-fourier

快速排序其实是使用分治法的思想，即在原数组中找一个数p，然后将原数组中比数p大的数放到此数的右边，比数p小的数放到次数的左边。

口诀：1.找中轴　　2.左边快排　　3.右边快排

主体代码如下：

void quick_sort(int * data,int left,int right){
　　if(left < right){
　　　　int* index = partition(data,left,right);
　　　　quick_sort(data,left,index[0]-1);
　　　　quick_sort(data,index[1]+1,right);
　　}
}

快速排序中，最重要的是分区partition函数的编写，有三种实现方法：

1.单向扫描分区法

代码如下：

int partition(int * data,int left,int right){
　　int piovet = left,scanner = left+1,bigger = right;
　　while(scanner <= bigger){
　　　　if(data[scanner] <= data[piovet])
　　　　　　scanner++;
　　　　else{
　　　　　　swap(data,bigger,scanner); 
　　　　　　bigger--;
　　　　}
　　}
　　swap(data,bigger,piovet); 
　　return bigger;
}

2.双向扫描分区方法

 双向扫描的思路是，头尾指针往中间扫描，从左找到大于主元的元素，从右找到小于等于主元的元素，二者交换，继续扫描，直到左侧无大元素，右侧无小元素。

代码如下：

int partition(int * data,int left,int right){
　　int piovet = left,smaller = left+1,bigger = right;
　　while(bigger >= smaller){
　　　　while(data[smaller] <= data[piovet]&& smaller <= bigger) smaller++;
　　　　while(data[bigger] > data[piovet] && smaller <= bigger) bigger--;
　　　　if(smaller < bigger){
　　　　　　swap(data,smaller,bigger); 
　　　　}
　　}
　　swap(data,bigger,piovet); 
　　return bigger;
}

3.三指针分区法--有相同元素时，可以提升效率

代码如下：

int* partition(int * data,int left,int right){
　　int val[2] = {0};
　　int equal = left,scanner = left+1,bigger = right;
　　while(bigger >= scanner){
　　　　if(data[scanner] < data[equal]){
　　　　　　swap(data,scanner,equal);
　　　　　　scanner++;
　　　　　　equal++;
　　　　}else if(data[scanner] == data[equal]){
　　　　　　scanner++;
　　　　}else{
　　　　　　swap(data,scanner,bigger);
　　　　　　bigger--;
　　　　}
　　}
　　val[0] = equal;
　　val[1] = bigger;
　　return val;
}