快速排序(C++)
2024-09-04 01:13:13
快速排序
快速排序是面试中经常问到的排序算法
基本思想:通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小,
则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序的目的
代码如下:
1.swap 交换函数
void swap(int& a,int& b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
2.Partition函数—快速排序中最关键的函数
int Partition(int* list,int low,int high)
{
int pivot = list[low];
while(low<high)
{
while(low<high&&list[high]>=pivot)
high--;
swap(list[low],list[high]);
while(low<high&&list[low]<=pivot)
low++;
swap(list[low],list[high]);
}
return low;
}
3.QSort函数—快速排序算法实现—递归
void QSort(int* list,int low ,int high)
{
int pivotKey;
if(low<high)
{
pivotKey = Partition(list,low,high);
QSort(list,low,pivotKey-1);
QSort(list,pivotKey+1,high);
}
}
改进算法:
1.优化选取枢轴
Partition函数中选取pivotKey是一个关键,如果pivotKey选取的不是中间数,效率会受到不同程度的影响
比如数组{9,1,5,8,3,7,6,2},pivotKey = 9,partition结果是最后一位,只是实现了9和2的互换
改进办法:
1.取随机数
2.三数取中:取三个关键字先进行排序,将中间数作为枢轴,一般是取左端、右端、中间三个数
在Partition基础之上,添加、修改成如下代码:
int pivotKey;
int m = low+(high-low)/2;
if(list[low]>list[high])
swap(list[low],list[high]);
if(list[m]>list[high])
swap(list[m],list[high]);
if(list[m]<list[low])
swap(list[m],list[low]);
pivotKey = list[m];
当然也可以九数取中
2.优化不必要的交换
int Partition2(int* list,int low,int high)
{
int pivotKey;
//可以加上三数取中
pivotKey = list[low];
int temp = pivotKey;
while(low<high)
{
while(low<high&&list[high]>=pivotKey)
high--;
list[low] = list[high];
while(low<high&&list[low]<=pivotKey)
low++;
list[high] = list[low]
}
list[low] = temp;
return low;
}
3.优化小数组时的排序方案
如果数组是小数组,应该采用插入排序,如果数组较长,应该采用快速排序
void QSort1(int* list,int low,int high)
{
int pivot;
if((high-low)>MAX_LENGTH)
{
pivot = Partition(list,low,high);
QSort1(list,low,pivot-1);
QSort1(list,pivot+1,high);
}else{ InsertSort(list);
}
}
4.优化递归操作
void QSort2(int *list,int low,int high)
{
int pivot;
if((high-low)>MAX_LENGTH)
{
while(low<high)
{
pivot = Partition(list,low,high);
QSort2(list,low,pivot-1);
low = pivot+1;
}
}else
{
InsertSort(list);
}
}
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