C語(yǔ)言非遞歸算法解決快速排序與歸并排序產(chǎn)生的棧溢出
建議還不理解快速排序和歸并排序的小伙伴們可以先去看我上一篇博客??????哦!C語(yǔ)言超詳細(xì)講解排序算法下篇
1、棧溢出原因和遞歸的基本認(rèn)識(shí)
我們先簡(jiǎn)單來(lái)了解下內(nèi)存分布結(jié)構(gòu):

棧區(qū):用于存放地址、臨時(shí)變量等;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
堆區(qū):程序運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)分配所使用的場(chǎng)景;
靜態(tài)區(qū):存放全局變量和靜態(tài)變量,具體還分為 .bss段和.data段;
? ? ? ? ? ? ???.bss段:存放未初始化的和初始化為0的全局變量或者靜態(tài)變量;
? ? ? ? ? ? ???.data段:初始化不為0的全局變量或者靜態(tài)變量;
常量區(qū):存放常量(比如比變量名字,非0的初始化值,const常量,字符串等),只讀;
代碼區(qū):存放代碼的位置,只讀;
?我們?cè)賮?lái)看這樣的一串代碼運(yùn)行的結(jié)果:

這是一個(gè)累加求和的遞歸函數(shù),當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)累加求和到1000遞歸仍然能正常執(zhí)行,我們接著改為10000看看是否還能正常運(yùn)行??

我們可以看到,當(dāng)數(shù)值達(dá)到10000的時(shí)候程序已經(jīng)崩了,并不會(huì)顯示任何錯(cuò)誤,當(dāng)我們進(jìn)入調(diào)試可以發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)顯示棧溢出,那為什么會(huì)造成棧溢出呢,我們接著往下看!?
?遞歸的基本認(rèn)識(shí):
?遞歸本質(zhì)也是函數(shù)調(diào)用,是函數(shù)調(diào)用,本質(zhì)就要形成和釋放棧幀
?調(diào)用函數(shù)是有成本的,這個(gè)成本就體現(xiàn)在形成和釋放棧幀上:時(shí)間+空間
?所以,遞歸就是不斷形成棧幀的過(guò)程
內(nèi)存和CPU的資源是有限的,也就決定了,合理的遞歸是絕對(duì)不能無(wú)限遞歸下去,如果遞歸調(diào)用深度太深,這樣有可能導(dǎo)致一 直開(kāi)辟??臻g,最終產(chǎn)生??臻g耗盡的情況,這樣的現(xiàn)象我們稱(chēng)為棧溢出!
既然使用遞歸極端情況下會(huì)出現(xiàn)棧溢出的問(wèn)題,那么我們就用非遞歸的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)快速排序和歸并排序!
2、快速排序(非遞歸實(shí)現(xiàn))
快速排序非遞歸實(shí)現(xiàn)思想:
首先我們可以借助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的棧來(lái)完成,遵循棧的后進(jìn)先出,我們可以先入右再入左,然后使用我們上一期講的三個(gè)方法中的其中一個(gè)方法,這里我們選擇挖坑法,使用挖坑法我們可以看作成兩個(gè)區(qū)間也就是: [left, keyIndex - 1] 和 [keyIndex + 1, right],如果區(qū)間存在我們接著入棧,如此循環(huán)直到棧為空,則排序結(jié)束!
圖解見(jiàn)下:

?代碼實(shí)現(xiàn)如下:
//挖坑法 - 升序
int PartSort(int* a, int left, int right)
{
int begin = left;
int end = right;
int key = a[begin];
int pivot = begin;
while (begin < end)
{
while (begin < end && a[end] >= key)
{
--end;
}
a[pivot] = a[end];
pivot = end;
while (begin < end && a[begin] <= key)
{
++begin;
}
a[pivot] = a[begin];
pivot = begin;
}
pivot = begin;//當(dāng)begin與end相遇,隨便把begin和end的值給pivot
a[pivot] = key;
return pivot;
}
void QuickSortNonR(int* a, int n)
{
Stack st;
StackInit(&st);//初始化棧
StackPush(&st, n - 1);//入數(shù)組最后一個(gè)元素下標(biāo)
StackPush(&st, 0);//入數(shù)組第一個(gè)元素下標(biāo)
while (!StackEmpty(&st))//當(dāng)棧不為空我們就進(jìn)入循環(huán)
{
int left = StackTop(&st);//取出棧頂元素給left
StackPop(&st);//出棧 - 刪除棧頂元素
int right = StackTop(&st);
StackPop(&st);
int keyIndex = PartSort(a, left, right);//使用挖坑法區(qū)間排序
//[left, keyIndex - 1] keyIndex [keyIndex + 1, right] - 分成子區(qū)間
if (keyIndex + 1 < right)//因棧后進(jìn)先出的特性,所以先入右區(qū)間
{
StackPush(&st, right);
StackPush(&st, keyIndex + 1);
}
if (left < keyIndex - 1)
{
StackPush(&st, keyIndex - 1);
StackPush(&st, left);
}
}
StackDestory(&st);//銷(xiāo)毀棧
}
3、歸并排序(非遞歸實(shí)現(xiàn))
歸并排序非遞歸實(shí)現(xiàn)思想:
上期我們知道歸并需要開(kāi)辟一個(gè)數(shù)組,并且使用分治的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)歸并排序,而非遞歸版本我們的思路也是差不多,先讓他們一個(gè)一個(gè)歸并,然后兩個(gè)兩個(gè)歸并,再接著四個(gè)四個(gè)一起歸并,具體圖解見(jiàn)下:

?代碼實(shí)現(xiàn)如下:
void MergeSortNonR(int* a, int n)
{
int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
if (tmp == NULL)
{
perror("malloc:");
return;
}
int gap = 1;//gap為每組數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù),每次翻倍
while (gap < n)
{
for (int i = 0; i < n; i += 2 * gap)
{
//可以看成 [i, i + gap - 1] [i + gap, i + 2 * gap - 1]
int begin1 = i, end1 = i + gap - 1;
int begin2 = i + gap, end2 = i + 2 * gap - 1;
//歸并過(guò)程中右半?yún)^(qū)間有可能不存在!
if (begin2 >= n)
break;
//歸并過(guò)程中右半?yún)^(qū)間越界了,就修正下
if (end2 >= n)
{
end2 = n - 1;
}
int index = i;
while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
{
if (a[begin1] < a[begin2])
{
tmp[index++] = a[begin1++];
}
else
{
tmp[index++] = a[begin2++];
}
}
while (begin1 <= end1)
{
tmp[index++] = a[begin1++];
}
while (begin2 <= end2)
{
tmp[index++] = a[begin2++];
}
//拷貝進(jìn)去
for (int j = i; j <= end2; ++j)
{
a[j] = tmp[j];
}
}
gap *= 2;
}
free(tmp);
}
本期到這里就結(jié)束了,相信你們已經(jīng)對(duì)非遞歸快速排序和歸并排序已經(jīng)很了解了,非遞歸這兩個(gè)在校招中經(jīng)常會(huì)考,加油把!
gitee(碼云):Mercury. (zzwlwp) - Gitee.com? ? ? ?
到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言非遞歸算法解決快速排序與歸并排序產(chǎn)生的棧溢出的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言 棧溢出內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
相關(guān)文章
C++簡(jiǎn)明講解類(lèi)型轉(zhuǎn)換的使用與作用
類(lèi)型轉(zhuǎn)換(type?cast),是高級(jí)語(yǔ)言的一個(gè)基本語(yǔ)法。它被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)特殊的運(yùn)算符,以小括號(hào)內(nèi)加上類(lèi)型名來(lái)表示,接下來(lái)讓我們一起來(lái)詳細(xì)了解2022-04-04
c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制轉(zhuǎn)換為12小時(shí)制示例
這篇文章主要介紹了c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制轉(zhuǎn)換為12小時(shí)制示例,需要的朋友可以參考下2014-04-04
C語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)之抽獎(jiǎng)系統(tǒng)
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)之抽獎(jiǎng)系統(tǒng),文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2019-12-12
c++網(wǎng)絡(luò)編程下Linux的epoll技術(shù)和Windows下的IOCP模型
c++ 網(wǎng)絡(luò)編程LINUX-epoll/windows-IOCP下socket opoll函數(shù)用法 優(yōu)于select方法的epoll 以及windows下IOCP 解決多進(jìn)程服務(wù)端創(chuàng)建進(jìn)程資源浪費(fèi)問(wèn)題,感興趣的小伙伴一起來(lái)學(xué)習(xí)吧2021-08-08
C++發(fā)送HTTP請(qǐng)求的實(shí)現(xiàn)代碼
這篇文章主要介紹了C++發(fā)送HTTP請(qǐng)求的實(shí)現(xiàn)代碼,需要的朋友可以參考下2014-06-06
C++讀寫(xiě)ini配置文件實(shí)現(xiàn)過(guò)程詳解
這篇文章主要介紹了C++讀寫(xiě)ini配置文件實(shí)現(xiàn)過(guò)程詳解,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下2020-07-07
Linux C 時(shí)間函數(shù)應(yīng)用
本文是關(guān)于Linux C時(shí)間函數(shù) time_t struct tm 進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹并有應(yīng)用實(shí)例,希望能幫到有需要的同學(xué)2016-07-07
C++ OpenCV讀寫(xiě)XML或YAML文件的方法詳解
XML是一種元標(biāo)記語(yǔ)言。所謂元標(biāo)記,就是開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)自身需要定義自己的標(biāo)記。YAML是一個(gè)可讀性高,用來(lái)表達(dá)資料序列的格式。本文將通過(guò)C++和OpenCV實(shí)現(xiàn)這兩種文件的讀寫(xiě),需要的可以參考一下2022-05-05
C++實(shí)現(xiàn)LeetCode(64.最小路徑和)
這篇文章主要介紹了C++實(shí)現(xiàn)LeetCode(64.最小路徑和),本篇文章通過(guò)簡(jiǎn)要的案例,講解了該項(xiàng)技術(shù)的了解與使用,以下就是詳細(xì)內(nèi)容,需要的朋友可以參考下2021-07-07
C語(yǔ)言代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單掃雷小游戲
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)掃雷游戲,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2021-01-01

