在某些情况下，我的快速排序实现失败

Posted 2023-02-22

【中文标题】在某些情况下，我的快速排序实现失败

【英文标题】：My quick sort implementation fails in some cases

【发布时间】：2012-12-09 18:31:33

【问题描述】：

我已经实现了一个快速排序算法，但是当我对其进行测试时，我注意到当输入数组在第一个元素中具有最大元素时它会失败（这是我从中获得枢轴的元素）。这是我的代码：

void partition(int *a,int size)
    if(size<=1)return;
    int pivot=a[0];
    int left=0,right=0;
    for(left=1,right=size-1;left<=right;)    //was size-1
        if(a[left]>=pivot&&a[right]<=pivot) 
            swap(left,right,a);
        

        if(a[left]<pivot)left++;
        if(a[right]>pivot)right--;
    
    swap(0,right,a);
    partition(a,right-1);
    partition(&(a[right+1]),size-right-1);

一些失败的样本：

I/P 245  111  32    4
O/P 4   111  32  245     `

I/P 154   11   43  3  7
O/P   7   11   43  3  154

我可能犯了哪些错误？

【问题讨论】：

与上一个问题Quick sort partition algorithm密切相关。

【参考方案1】：

好吧，问题出在这里：

partition(a,right-1); // <- It's partition(array,size)!

改成

partition(a,right);

它会起作用的。我想你知道原因。 要使分区功能正常工作，您必须提供两件事：

1) 要处理的数组。 2) 它拥有的元素数量，大小。

问题在于第一次递归调用分割左子数组：partition(a,right-1)

参数 2，size，被错误地指定为right-1，而实际上它是right。

这可以通过使用数组中从索引a 到b（包括b>=a）的元素数量为N= b-a+1这一事实来解决。

在这里，我们有a=0、b=right-1，因此是左子数组中的元素数，即size、N=(right-1)-(0)+1=right。

因此要正常工作，您必须像 partition(a,right); 一样调用它。 左子数组以right-1 结尾，但它有right-1+1=right 元素。

一直在发生:)

【讨论】：

请您提供更多解释吗？

你的意思是我必须通过 right 而不是 right-1 因为我从元素 1 开始？

@Eslam 已更新。阿米特的观点也值得注意。希望这会有所帮助。

【参考方案2】：

您错过了在分区函数中数组中有一个元素是枢轴的情况。

假设arr = 5, 5, 1 , 1, 5,

pivot = 5
iter1:
left=1, arr[left]=5 ; right=4,arr[right]=5
(swapping)
not increasing left nor decreasing right - since 5 < 5 == false ; 5 > 5 == false

下一次迭代，同样的场景会重演，你实际上会得到一个无限循环。

处理它的一种方法是确定“大”部分也将增加所有恰好是枢轴的元素，如果arr[right] < pivot（不是<=）交换元素，如果@则减少right 987654326@（不是>），类似于：

...
for(left=1,right=size-1;left<=right;)    //was size-1      
        if(a[left]>=pivot&&a[right]<pivot)  
        //                         ^ note < not <=
        swap(left,right,a);
    

    if(a[left]<pivot)left++;
    if(a[right]>=pivot)right--;
    //        ^ note >=

...

【讨论】：

好的，这是一个很好的通知，但这不是上述问题的主要原因，谢谢