C++STL函數(shù)和排序算法的快排以及歸并排序詳解
一、隊(duì)列是什么?
頭文件queue主要包括循環(huán)隊(duì)列queue和優(yōu)先隊(duì)列priority_queue兩個容器。
像棧一樣,隊(duì)列(queue)也是一種線性表,它的特性是先進(jìn)先出,插入在一端,刪除在另一端。就像排隊(duì)一樣,剛來的人入隊(duì)(push)要排在隊(duì)尾(rear),每次出隊(duì)(pop)的都是隊(duì)首(front)的人。
就像管道一樣先進(jìn)先出。
隊(duì)列的相關(guān)概念:
1.隊(duì)頭與隊(duì)尾: 允許元素插入的一端稱為隊(duì)尾,允許元素刪除的一端稱為隊(duì)頭。
2.入隊(duì):隊(duì)列的插入操作。
3.出隊(duì):隊(duì)列的刪除操作。
隊(duì)列的聲明:
#include<iostream> #include<queue>//隊(duì)列的頭文件 using namespace std; int main () { queue<int> a;//隊(duì)列的聲明 priority_queue<int> q; //大根堆 priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q; // 小根堆 struct Rec//結(jié)構(gòu)體rec中大根堆要定義小于號,小根堆要定義大于號 { int x,y; bool operator >(const Rec &t) const { return x > t.x; } }; queue<Rec> q; return 0; }
(1)循環(huán)隊(duì)列 queue
- push // 從隊(duì)尾插入
- pop // 從隊(duì)頭彈出
- front // 返回隊(duì)頭元素
- back // 返回隊(duì)尾元素
(2)優(yōu)先隊(duì)列 priority_queue
- push // 把元素插入堆
- pop // 刪除堆頂元素
- top // 查詢堆頂元素(最大值)
#include<iostream> #include<queue>//隊(duì)列的頭文件 using namespace std; int main () { queue<int> a;//隊(duì)列的聲明 a.push(1);//在隊(duì)頭插入一個新元素; a.pop();//彈出隊(duì)尾元素 a.front();//返回隊(duì)頭 a.back();//返回隊(duì)尾 //優(yōu)先隊(duì)列中 a.top();//取最大值 a.pop();//去最大值 //注意:隊(duì)列沒有clear 函數(shù) q = queue<int>();//重新初始化一個隊(duì)列,起到清除隊(duì)列的效果。 return 0; }
二、排序算法
1.快速排序
主要思想:分治
解題步驟:
1、確定分界點(diǎn),如果數(shù)據(jù)量比較大,到一百萬之類的,建議分界點(diǎn)取中間。
2、調(diào)整區(qū)間,分為>=x,和<=x兩個部分。
3、遞歸處理左右兩段。
##include<iostream> using namespace std; const int N = 1e6 + 10; int q[N]; int n; void quick_sort(int q[], int l, int r) { if( l >= r) return;//判斷數(shù)組是否只有1位數(shù)或?yàn)榭? int x = q[l + r >> 1], i = l - 1, j = r + 1;//設(shè)置分界點(diǎn)以及i,j兩個“指針”; while( i < j) { do i++; while(q[i] < x); do j--; while(q[j] > x); if(i < j) //特判如果i,j兩指針都不滿足i<=x,j>=x這個條件時,交換兩個值 { int t= q[i]; q[i] = q[j]; q[j] =t; } } quick_sort(q,l,j); quick_sort(q,j+1,r);//遞歸處理左右兩段 } int main () { scanf("%d", &n); for(int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &q[i]); quick_sort(q, 0, n - 1); for(int i = 0; i < n; i++) printf("%d ",q[i]); return 0; }
快速排序例題:第k個數(shù)
#include<iostream> using namespace std; int n , k; const int N = 100010; int q[N]; int quick_sort(int l, int r,int k) { if(l == r) return q[l];//特判如果只有一個數(shù),返回這個數(shù) int x = q[l + r >> 1], i = l - 1, j = r + 1;// while(i < j) { do i++; while(q[i] < x); do j--; while(q[j] > x); if(i < j) swap(q[i], q[j]); } int sl = j - l + 1; if(k <= sl) return quick_sort(l, j , k);//遞歸左邊 return quick_sort(j + 1, r, k - sl);//遞歸右邊 } int main () { cin >> n >> k; for(int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &q[i]); cout << quick_sort(0, n - 1, k) << endl; return 0; }
2、歸并排序
主要思想:分治
1、確定分界點(diǎn)mid = (l+r)/2。
2、遞歸排序左右兩邊left,right。
3、歸并、合二為一(難點(diǎn))。
??#include<iostream> using namespace std; const int N = 100010; int n; int q[N], tmp[N]; void merge_sort(int q[], int l, int r) { if(l >= r) return;// 特判區(qū)間內(nèi)如果只有一個數(shù)或者為空時,直接return; int mid = l + r >> 1;//確定分界點(diǎn)mid merge_sort(q, l, mid), merge_sort(q, mid+1, r);//遞歸排序兩邊 int k = 0, i = l, j = mid + 1; while(i <= mid && j <= r)//歸并,合并兩邊 if(q[i] <= q[j]) tmp[k++] = q[i++]; else tmp[k++] = q[j++]; while(i <= mid) tmp[k++] = q[i++];//再次查看左邊區(qū)間是否還有剩余 while(j <= r) tmp[k++] = q[j++];//再次查看右邊區(qū)間是否還有剩余 for (i = l, j = 0; i <= r; i++, j++) q[i] = tmp[j];//把tmp[i] 存到q[j]里 } int main () { scanf("%d", &n); for(int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &q[i]); merge_sort(q, 0, n - 1); for(int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", q[i]); return 0; }
總結(jié)
本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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