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,該算法是目前實踐中使用最頻繁,實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,算法分三個步驟
1.從數(shù)組中抽出一個元素作為基數(shù)v(我們稱之為劃界元素),一般是取第一個、最后一個元素或中間的元素
2.將剩余的元素中小于v的移動到v的左邊,將大于v元素移動到v的右邊
3.對左右兩個分區(qū)重復以上步驟直到所有元素都是有排序好。
第二、算法實現(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
int i = p - 1;
for (int j = p; j < r; j++)
{
if (a[j] <= key)
{
i++;
//i一直代表小于key元素的最后一個索引,當發(fā)現(xiàn)有比key小的a[j]時候,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行的,
quickSort(d, 0, 5);代表以靠最有一個元素5作為基數(shù),
程序初始化時候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的最后一個元素,j也在主鍵增加,一直到key前面一個元素停止
2.此時循環(huán)到了最后一個元素7,以5為基數(shù)的循環(huán)已經(jīng)結(jié)束,此時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個數(shù)組,進入遞歸循環(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,它的最差時間復雜度是O(N2) 和冒泡一樣,但是它的平均時間復雜度是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內(nèi)容了,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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