原型(3) template <typename Iterator, typename CMP_T=std::less<decltype(*Iterator())>> void quicksort(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp=CMP_T());
时间: 2023-06-17 07:02:54 浏览: 68
这是一个模板函数,用于对迭代器范围内的元素进行快速排序。其中,模板参数Iterator表示迭代器类型,CMP_T表示元素比较函数类型,默认为std::less<decltype(*Iterator())>。函数参数left和right分别表示迭代器范围的左右边界,cmp表示元素比较函数,默认为std::less<decltype(*Iterator())>。
快速排序是一种高效的排序算法,采用分治的思想,通过选取一个基准元素,将待排序序列分成两部分,一部分比基准元素小,另一部分比基准元素大,然后对这两部分分别递归进行快速排序,最终得到有序序列。该模板函数实现了快速排序算法,支持自定义比较函数,可以对各种类型的数据进行排序。
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写C++代码原型(3) template <typename Iterator, typename CMP_T=std::less<decltype(*Iterator())>> void quicksort(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp=CMP_T());
这是一个模板函数,可以对任何迭代器所指向的容器进行快速排序。
函数签名中的参数解释如下:
- Iterator:迭代器类型,指定要排序的容器的迭代器类型。
- CMP_T:比较函数类型,默认为 std::less<decltype(*Iterator())>,用于指定元素之间的比较方式。可以自定义比较函数,但必须满足严格弱序关系。
- left:容器的左边界,指定要排序的区间的起始位置。
- right:容器的右边界,指定要排序的区间的结束位置。
- cmp:比较函数对象,用于指定元素之间的比较方式。如果未提供,则使用默认的 std::less。
函数实现如下:
```c++
template <typename Iterator, typename CMP_T=std::less<decltype(*Iterator())>>
void quicksort(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp=CMP_T()) {
if (left == right) {
return;
}
Iterator i = left;
Iterator j = right;
Iterator pivot = left++;
while (left <= right) {
while (left <= right && cmp(*left, *pivot)) {
++left;
}
while (left <= right && cmp(*pivot, *right)) {
--right;
}
if (left <= right) {
std::iter_swap(left++, right--);
}
}
std::iter_swap(pivot, right);
quicksort(i, right - 1, cmp);
quicksort(right + 1, j, cmp);
}
```
该函数的实现使用了经典的快速排序算法,具体过程如下:
1. 选取一个枢纽元素 pivot,将区间划分为两个子区间(小于等于 pivot 的元素和大于 pivot 的元素);
2. 对两个子区间递归地进行快速排序;
3. 直到区间为空或只包含一个元素时停止递归。
需要注意的是,该函数的时间复杂度为 O(nlogn),但最坏情况下会退化为 O(n^2)。因此,在实际应用中需要根据具体情况选择合适的排序算法。
写C++代码辅助函数(3) template <typename Iterator, typename CMP_T=std::less<decltype(*Iterator())>> Iterator choosepivot(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp=CMP_T());和辅助函数(4) template <typename Iterator, typename CMP_T=std::less<decltype(*Iterator())>> void partition(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp=CMP_T());
辅助函数(3)的作用是选择一个中心点(也就是 pivot)来分割序列,以便进行快速排序等算法。函数模板的定义如下:
```cpp
template <typename Iterator, typename CMP_T=std::less<decltype(*Iterator())>>
Iterator choosepivot(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp=CMP_T());
```
其中,`left` 和 `right` 分别表示序列的左右两个边界,`cmp` 是一个可调用对象,用于比较两个元素的大小。函数返回值是一个迭代器,指向选择出来的中心点。
以下是一个示例实现:
```cpp
template <typename Iterator, typename CMP_T>
Iterator choosepivot(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp)
{
Iterator mid = left + (right - left) / 2; // 取中间位置
if (cmp(*mid, *left)) // 保证 left <= mid
std::swap(left, mid);
if (cmp(*right, *left)) // 保证 left <= right
std::swap(left, right);
if (cmp(*mid, *right)) // 保证 mid >= right
std::swap(mid, right);
return mid;
}
```
辅助函数(4)的作用是将序列分为两部分,一部分比中心点小,一部分比中心点大,以便进行快速排序等算法。函数模板的定义如下:
```cpp
template <typename Iterator, typename CMP_T=std::less<decltype(*Iterator())>>
void partition(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp=CMP_T());
```
其中,`left` 和 `right` 分别表示序列的左右两个边界,`cmp` 是一个可调用对象,用于比较两个元素的大小。函数不返回值,但会将序列分成两部分。
以下是一个示例实现:
```cpp
template <typename Iterator, typename CMP_T>
void partition(Iterator left, Iterator right, CMP_T cmp)
{
Iterator pivot = choosepivot(left, right, cmp); // 选择中心点
std::swap(*pivot, *(right - 1)); // 将中心点放到末尾
pivot = right - 1;
Iterator i = left - 1;
for (Iterator j = left; j != pivot; ++j) {
if (cmp(*j, *pivot)) { // 如果 j 所指元素小于中心点
++i;
std::swap(*i, *j); // 将 j 所指元素和 i 所指元素交换
}
}
++i;
std::swap(*i, *pivot); // 将中心点放回到正确的位置
partition(left, i, cmp); // 递归处理左半部分
partition(i + 1, right, cmp); // 递归处理右半部分
}
```
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