逐步講解快速排序算法及C#版的實(shí)現(xiàn)示例
算法思想
快速排序是C.R.A.Hoare于1962年提出的一種劃分交換排序。它采用了一種分治的策略,通常稱其為分治法(Divide-and-ConquerMethod)。
該方法的基本思想是:
1.先從數(shù)列中取出一個(gè)數(shù)作為基準(zhǔn)數(shù)。
2.分區(qū)過(guò)程,將比這個(gè)數(shù)大的數(shù)全放到它的右邊,小于或等于它的數(shù)全放到它的左邊。
3.再對(duì)左右區(qū)間重復(fù)第二步,直到各區(qū)間只有一個(gè)數(shù)。
雖然快速排序稱為分治法,但分治法這三個(gè)字顯然無(wú)法很好的概括快速排序的全部步驟。因此我的對(duì)快速排序作了進(jìn)一步的說(shuō)明:挖坑填數(shù)+分治法:
先來(lái)看實(shí)例吧,定義下面再給出(最好能用自己的話來(lái)總結(jié)定義,這樣對(duì)實(shí)現(xiàn)代碼會(huì)有幫助)。
以一個(gè)數(shù)組作為示例,取區(qū)間第一個(gè)數(shù)為基準(zhǔn)數(shù)

初始時(shí),i = 0; j = 9; X = a[i] = 72
由于已經(jīng)將a[0]中的數(shù)保存到X中,可以理解成在數(shù)組a[0]上挖了個(gè)坑,可以將其它數(shù)據(jù)填充到這來(lái)。
從j開(kāi)始向前找一個(gè)比X小或等于X的數(shù)。當(dāng)j=8,符合條件,將a[8]挖出再填到上一個(gè)坑a[0]中。a[0]=a[8]; i++; 這樣一個(gè)坑a[0]就被搞定了,但又形成了一個(gè)新坑a[8],這怎么辦了?簡(jiǎn)單,再找數(shù)字來(lái)填a[8]這個(gè)坑。這次從i開(kāi)始向后找一個(gè)大于X的數(shù),當(dāng)i=3,符合條件,將a[3]挖出再填到上一個(gè)坑中a[8]=a[3]; j--;
數(shù)組變?yōu)椋?br />

i = 3; j = 7; X=72
再重復(fù)上面的步驟,先從后向前找,再?gòu)那跋蚝笳摇?br />
從j開(kāi)始向前找,當(dāng)j=5,符合條件,將a[5]挖出填到上一個(gè)坑中,a[3] = a[5]; i++;
從i開(kāi)始向后找,當(dāng)i=5時(shí),由于i==j退出。
此時(shí),i = j = 5,而a[5]剛好又是上次挖的坑,因此將X填入a[5]。
數(shù)組變?yōu)椋?br />

可以看出a[5]前面的數(shù)字都小于它,a[5]后面的數(shù)字都大于它。因此再對(duì)a[0…4]和a[6…9]這二個(gè)子區(qū)間重復(fù)上述步驟就可以了。
對(duì)挖坑填數(shù)進(jìn)行總結(jié)
1.i =L; j = R; 將基準(zhǔn)數(shù)挖出形成第一個(gè)坑a[i]。
2.j--由后向前找比它小的數(shù),找到后挖出此數(shù)填前一個(gè)坑a[i]中。
3.i++由前向后找比它大的數(shù),找到后也挖出此數(shù)填到前一個(gè)坑a[j]中。
4.再重復(fù)執(zhí)行2,3二步,直到i==j,將基準(zhǔn)數(shù)填入a[i]中。
C#實(shí)現(xiàn)示例
namespace QuickSort
{
public class QuickSortClass
{
public int Division(List<int> list, int left, int right)
{
//首先挑選一個(gè)基準(zhǔn)元素
int baseNum = list[left];
while (left < right)
{
//從數(shù)組的右端開(kāi)始向前找,一直找到比base小的數(shù)字為止(包括base同等數(shù))
while (left < right && list[right] >= baseNum)
right = right - 1;
//最終找到了比baseNum小的元素,要做的事情就是此元素放到base的位置
list[left] = list[right];
//從數(shù)組的左端開(kāi)始向后找,一直找到比base大的數(shù)字為止(包括base同等數(shù))
while (left < right && list[left] <= baseNum)
left = left + 1;
//最終找到了比baseNum大的元素,要做的事情就是將此元素放到最后的位置
list[right] = list[left];
}
//最后就是把baseNum放到該left的位置
list[left] = baseNum;
//最終,我們發(fā)現(xiàn)left位置的左側(cè)數(shù)值部分比left小,left位置右側(cè)數(shù)值比left大
//至此,我們完成了第一篇排序
return left;
}
public void QuickSort(List<int> list, int left, int right)
{
//左下標(biāo)一定小于右下標(biāo),否則就超越了
if (left < right)
{
//對(duì)數(shù)組進(jìn)行分割,取出下次分割的基準(zhǔn)標(biāo)號(hào)
int i = Division(list, left, right);
//對(duì)“基準(zhǔn)標(biāo)號(hào)“左側(cè)的一組數(shù)值進(jìn)行遞歸的切割,以至于將這些數(shù)值完整的排序
QuickSort(list, left, i - 1);
//對(duì)“基準(zhǔn)標(biāo)號(hào)“右側(cè)的一組數(shù)值進(jìn)行遞歸的切割,以至于將這些數(shù)值完整的排序
QuickSort(list, i + 1, right);
}
}
}
}
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