c++ 快速排序算法【過程圖解】
第一、算法描述
快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出,該算法是目前實(shí)踐中使用最頻繁,實(shí)用高效的最好排序算法,
快速排序算法是采用分治思想的算法,算法分三個(gè)步驟
1.從數(shù)組中抽出一個(gè)元素作為基數(shù)v(我們稱之為劃界元素),一般是取第一個(gè)、最后一個(gè)元素或中間的元素
2.將剩余的元素中小于v的移動(dòng)到v的左邊,將大于v元素移動(dòng)到v的右邊
3.對(duì)左右兩個(gè)分區(qū)重復(fù)以上步驟直到所有元素都是有排序好。
第二、算法實(shí)現(xiàn)
/*序列劃分函數(shù)*/ int partition(int a[], int p, int r) { int key = a[r];//取最后一個(gè) int i = p - 1; for (int j = p; j < r; j++) { if (a[j] <= key) { i++; //i一直代表小于key元素的最后一個(gè)索引,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有比key小的a[j]時(shí)候,i+1 后交換 exchange(&a[i], &a[j]); } } exchange(&a[i + 1], &a[r]);//將key切換到中間來,左邊是小于key的,右邊是大于key的值。 return i + 1; } void quickSort(int a[], int p, int r) { int position = 0; if (p<r) { position = partition(a,p,r);//返回劃分元素的最終位置 quickSort(a,p,position-1);//劃分左邊遞歸 quickSort(a, position + 1,r);//劃分右邊遞歸 } } void main() { int d[] = { 6,4,1,8,7,5 }; cout << "輸入數(shù)組 { 6,4,1,8,7,5 } " << endl; quickSort(d, 0, 5); print_arr(d, 6); }
兩個(gè)輔助函數(shù):
void exchange(int * a, int* b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } void print_arr(int *a, int size) //打印函數(shù) { cout << "打印數(shù)組:"; for (int i = 0; i<size; i++) //打印數(shù)組 { cout << a[i] << " "; } cout << endl << endl; }
測(cè)試輸出:
第三、算法圖解分析
下面我們來具體分析下程序怎么運(yùn)行的,
quickSort(d, 0, 5);代表以靠最有一個(gè)元素5作為基數(shù),
程序初始化時(shí)候p=0,r=5,i=-1,j=0,key=5
通過上圖我們觀察到:
1.i逐漸增加,它一直代表著小于key=5的最后一個(gè)元素,j也在主鍵增加,一直到key前面一個(gè)元素停止
2.此時(shí)循環(huán)到了最后一個(gè)元素7,以5為基數(shù)的循環(huán)已經(jīng)結(jié)束,此時(shí)i=1,a[i+1]=6,交換6和5交換,完成本輪循環(huán)
返回i+1=2,依索引2為分界線拆分2個(gè)數(shù)組,進(jìn)入遞歸循環(huán),執(zhí)行類似上圖操作
第四、總結(jié)
快速排序之所以快,相比冒泡排序他的交換是跳躍式的,它的最差時(shí)間復(fù)雜度是O(N2) 和冒泡一樣,但是它的平均時(shí)間復(fù)雜度是O(nlog2N),是一種就地排序算法,
看了很多別人寫的算法介紹,還是覺的不夠清晰,于是決定自己寫一篇博文,希望能幫助需要的人快速理解,文章中的用圖是自己畫的。
以上這篇c++ 快速排序算法【過程圖解】就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了,希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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