本文转载自http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/6684558,自己有稍微修改一下。
快速排序由于排序效率在同为O(N*logN)的几种排序方法中效率较高,因此经常被采用,再加上快速排序思想----分治法也确实实用,因此很多软件公司的笔试面试,包括像腾讯,微软等知名IT公司都喜欢考这个,还有大大小的程序方面的考试如软考,考研中也常常出现快速排序的身影。
总的说来,要直接默写出快速排序还是有一定难度的,因为本人就自己的理解对快速排序作了下白话解释,希望对大家理解有帮助,达到快速排序,快速搞定。
快速排序是C.R.A.Hoare 于1962 年提出的一种划分交换排序。它采用了一种分治的策略,通常称其为分治法(Divide-and-ConquerMethod)。
该方法的基本思想是:
1.先从数列中取出一个数作为基准数(pivotkey)。
2.分区过程,将比这个数大的数全放到它的右边,小于或等于它的数全放到它的左边。
3.再对左右区间重复第二步,直到各区间只有一个数。
虽然快速排序称为分治法,但分治法这三个字显然无法很好的概括快速排序的全部步骤。因此我的对快速排序作了进一步的说明:挖坑填数+分治法。
先来看实例吧,定义下面再给出(最好能用自己的话来总结定义,这样对实现代码会有帮助)。
以一个数组作为示例,取区间第一个数为基准数。
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
72 | 6 | 57 | 88 | 60 | 42 | 83 | 73 | 48 | 85 |
初始时,low = 0; right = 9; pivotkey = s[low] = 72;
由于已经将s[0]中的数保存到pivotkey中,可以理解成在数组s[0]上挖了个坑,可以将其它数据填充到这来。
从 high 开始向前找一个比 pivotkey 小或等于 pivotkey 的数。当 high = 8,符合条件,将 s[8] 挖出再填到上一个坑 s[0] 中。s[0] = s[8]; 这样一个坑 s[0] 就被搞定了,但又形成了一个新坑a[8],这怎么办了?简单,再找数字来填 s[8] 这个坑。这次从 low 开始向后找一个大于 pivotkey 的数,当 low = 3,符合条件,将 s[3] 挖出再填到上一个坑中 s[8] = s[3];
数组变为:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
48 | 6 | 57 | 88 | 60 | 42 | 83 | 73 | 88 | 85 |
现在 low = 3; high = 7; pivotkey = 72;
因为low < high, 就再重复上面的步骤,先从后向前找,再从前向后找。
从 high 开始向前找,当 high = 5,符合条件,将 s[5] 挖出填到上一个坑中,s[3] = s[5].从 low 开始向后找,当 low = 5 时,由于 low == high 退出。此时,low = high = 5,而 s[5] 刚好是上次挖的坑,因此将 pivotkey 填入 s[5]。
数组变为:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
48 | 6 | 57 | 42 | 60 | 72 | 83 | 73 | 88 | 85 |
可以看出s[5]也就是pivotkey前面的数字都小于它,s[5]后面的数字都大于它。因此再对s[0…4]和s[6…9]这二个子区间重复上述步骤就可以了。
对挖坑填数进行总结:
1.将基准数挖出形成第一个坑 s[low]。
2.high-- 由后向前找比它小的数,找到后挖出此数填前一个坑 s[low] 中。
3.low++ 由前向后找比它大的数,找到后也挖出此数填到前一个坑 s[high] 中。
4.再重复执行2,3 两步,直到 low == high,将基准数填入s[low] 中。
照着这个总结很容易实现挖坑填数的代码:
void QuickSort(int *s, int low, int high) { if(low < high) { int pivotkey; int left = low; int right = high; pivotkey = s[low]; //默认第一个数是基准数 while(low < high) { while(low < high && s[high] >= pivotkey) //从右往左找第一个小于pivotkey的数 high--; s[low] = s[high]; while(low < high && s[low] <= pivotkey) //从左往右找第一个大于pivotkey的数 low++; s[high] = s[low]; } s[low] = pivotkey; QuickSort(s, left, low-1); //对低子表递归排序 QuickSort(s, low+1, right); //对高子表递归排序 } }
快速排序还有很多改进版本,如随机选择基准数,区间内数据较少时直接用另的方法排序以减小递归深度。有兴趣的筒子可以再深入的研究下。
注:有的书上是以中间的数作为基准数的,要实现这个方便非常方便,直接将中间的数和第一个数进行交换就可以了。