算法之路--快速排序算法

news2025/1/21 20:14:05

由于冒泡算法算法之路--冒泡算法（算法之路--冒泡算法）每轮都要进行从头到落位之前的每个元素的比较，在执行效率上需要提升，快速排序算法就是对冒泡算法的一种效率上的提升。

算法思路

快速排序是基于冒泡的改进，所以基本法则还是交换的方法，只是在交换的次数和方法上得到了提升。具体方法：

a.首先在数组中选中一个数值为参照数，一般我的习惯是选用第一个元素即可

b.对整个数组中大于这个数的数都交换到它的位置右边，比这个数小的数都交换到它的左边。从最后一个元素位置出发，当出现参照数小的数时，交换两者的数值。然后从最左侧出发，当出现参照数大的数时，交换两者数值。

c.采用分治的思想，对完成一次交换后的左边区间和右边区间分别再进行步骤a-c

第一轮交换：

	参照数				←哨兵
step1,5>2不用交换	2	4	1	3	5
step2,3>2不用交换	2	4	1	3	5
step3-1,1<2交换	2	4	1	3	5
step3-2 进行交换	1	4	2	3	5
step4 发现右侧都交换完，进行左侧的哨兵向右比较，4>2交换	1	2	4	3	5

第二轮交换：

左侧参照数发现右侧无可比较数，完成

右侧以4为参照数，5为哨兵，5>4不用交换，哨兵左移	4	3	5
3为哨兵，3<4需要交换	4	3	5
右侧也再无可交换元素	3	4	5

第三轮交换：

第三轮只需要进行右侧的比较即可

发现右侧均大于自己，且无左侧元素，且后面元素均完成了比较，即完成所有排序	3	4	5
	3	4	5

上述图示中，红色代表参照数，绿色为哨兵位置，即比较位置，蓝色为完成比较的位置。

C++示例代码

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void quickSort(vector<int>& v, int l, int r)
{
	if (l >= r)
	{
		return;
	}
	int i = l;
	int j = r;
	int ref = v[l];
	while (i < j)
	{
		while ((i < j) && (v[j] >= ref))
		{
			j--;
		}
		if (i < j)
		{
			swap(v[i], v[j]);
		}
		while ((i < j) && (v[i] < ref))
		{
			i++;
		}
		if (i < j)
		{
			swap(v[i], v[j]);
		}
	}
	quickSort(v, l, i - 1);
	quickSort(v, i + 1, r);
}

int main()
{
	vector<int> vec{4,2,11,1,5,65,88,43,12,3,4};
	quickSort(vec, 0, vec.size()-1);

	system("pause");
	return 0;
}