首先说明一下快速排序是对冒泡排序的改进。为什么这么说呢?想一下冒泡排序,它把序列分成了两部分,前半部分无序,后半部分升序排列,并且后半部分的数都大于前半部的数。
由此可得到快速排序和冒泡排序的一些共同点:
都要经历n趟排序
每趟排序要经历O(n)次比较
都是后半部分元素比前半部大
而不同之处就在于冒泡排序的交换操作发生相邻的元素之间,即一趟排序可以要经过多次交换操作;快速排序的交换操作发生在间隔比较远的两个元素之间,一趟排序要经过交换操作次数会少一些。
一般的快速排序采用的是递归的方式进行实现的,而且一般只要是递归的问题,都可以转化为非递归的实现,而实现的时候一般采用的是堆栈数据结构。
快排的主要思想就是在一个区间中选中一个中枢元素pivot,然后在该区间内为该中枢元素pivot找到正确的位置Mid,Mid左面的是比pivot小的元素,Mid右面的是比pivot大的元素。然后再对分别对左面和右面的元素进行同样的操作。这其实是一个典型的分治法的思想。
其实每次进行操作的时候,都可以找到一个区间的边界,然后对该区间进行递归调用,现在我们不是进行递归调用,而是将区间的边界存入到栈中,然后再不断的从栈中取出区间进行操作即可。直到,堆栈为空了,说明我们已经排序完毕。
下面是递归和非递归的程序。其中partition方法完成了对pivot元素的位置的查找。而由这个函数返回的pivot的位置,我们就知道其他要操作的区间位置。
注意这儿的partition写法不错,可以作为以后快排的标准写法。
class T>
int partition(T a[],
int low,
int high){
T pivot=a[low];
int i=low,j=high+
1;
while(
true){
do
i++;
while(a[i]<pivot);
do
j--;
while(a[j]>pivot);
if(i>=j)
break;
swap(a[i],a[j]);
}
swap(a[low],a[j]);
return j;
}
template <
class T>
void qsort2(T a[],
int low,
int high){
if(low<high){
int mid=partition(a,low,high);
qsort2(a,low,mid-
1);
qsort2(a,mid+
1,high);
}
}
template <
class T>
void quick_sort3(T a[],
int n){
stack<
int> st;
int low=
0,high=n-
1;
int mid;
st.push(low);
st.push(high);
while(st.size()>
1){
high=st.top();st.pop();
low=st.top();st.pop();
mid=partition(a,low,high);
if(low<mid-
1){
st.push(low);
st.push(mid-
1);
}
if(mid+
1<high){
st.push(mid+
1);
st.push(high);
}
}
}