C语言快速排序及其它的比较次数

快速排序是一种基于比较的排序算法，其平均时间复杂度为O(nlogn)，最坏时间复杂度为O(n^2)。快速排序的比较次数与待排序数组的初始状态有关，最坏情况下比较次数为n(n-1)/2，最好情况下比较次数为nlogn。

除了快速排序，还有许多其他的比较排序算法，它们的比较次数也不同。以下是一些常见的比较排序算法的比较次数：

- 冒泡排序：最坏情况下比较次数为n(n-1)/2，最好情况下比较次数为n-1。
- 选择排序：最坏情况下比较次数为n(n-1)/2，最好情况下比较次数为n-1。
- 插入排序：最坏情况下比较次数为n(n-1)/2，最好情况下比较次数为n-1。
- 希尔排序：最坏情况下比较次数为O(n^2)，最好情况下比较次数为O(nlogn)。
- 归并排序：最坏情况下比较次数为nlogn，最好情况下比较次数为nlogn。
- 堆排序：最坏情况下比较次数为nlogn，最好情况下比较次数为nlogn。

需要注意的是，这些算法的比较次数都是基于比较操作来计算的，而实际上排序算法的效率还受到许多其他因素的影响，比如数据移动次数、空间复杂度等。因此在实际应用中，需要综合考虑这些因素来选择最合适的排序算法。

相关问题

计算快速排序次数的c语言代码

### 回答1：
快速排序是一种常用的排序算法，它的基本思想是：

1. 从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot）；

2. 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；

3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

下面是快速排序的 C 语言实现：

#include <stdio.h>

void quick_sort(int array[], int left, int right)
{
    int i = left, j = right;
    int pivot = array[(left + right) / 2];

    while (i <= j) {
        while (array[i] < pivot)
            i++;
        while (array[j] > pivot)
            j--;
        if (i <= j) {
            int temp = array[i];
            array[i] = array[j];
            array[j] = temp;
            i++;
            j--;
        }
    }

    if (left < j)
        quick_sort(array, left, j);
    if (i < right)
        quick_sort(array, i, right);
}

int main()
{
    int array[] = { 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 };
    int n = sizeof(array) / sizeof(array[0]);

    quick_sort(array, 0, n - 1);

    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", array[i]);

    return 0;
}

在这个代码中，`quick_sort` 函数实现了快速排序的递归过程。参数 `array`

### 回答2：
这里为您提供一个使用C语言编写的计算快速排序次数的代码。

#include <stdio.h>

// 快速排序的函数
void quickSort(int *arr, int low, int high, int *count) {
    if (low < high) {
        int i = low, j = high, pivot = arr[low];

        while (i < j) {
            while (i < j && arr[j] >= pivot) {
                (*count)++; // 每次比较操作增加次数
                j--;
            }

            if (i < j) {
                arr[i] = arr[j];
                i++;
            }

            while (i < j && arr[i] <= pivot) {
                (*count)++; // 每次比较操作增加次数
                i++;
            }

            if (i < j) {
                arr[j] = arr[i];
                j--;
            }
        }

        arr[i] = pivot;
        quickSort(arr, low, i - 1, count);
        quickSort(arr, i + 1, high, count);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int count = 0;

    quickSort(arr, 0, n - 1, &count);

    printf("快速排序次数：%d\n", count);

    return 0;
}

这段代码首先定义了一个快速排序的函数`quickSort`，其参数包括待排序数组`arr`、起始索引`low`、结束索引`high`，以及一个用于记录比较次数的指针`count`。在函数内部，我们使用了Hoare划分的方法进行快速排序，并在每次比较操作中将`count`加1。

在`main`函数中，我们创建一个待排序的数组`arr`（在这里只是举例，您可以根据需要进行更改），然后计算数组的长度`n`。我们还定义了一个变量`count`来记录比较次数，并将其传递给`quickSort`函数。最后，我们打印出快速排序的比较次数。

请注意，这只是一个简单的示例代码，您可以根据您的具体需求进行修改和扩展。

### 回答3：
以下是一个使用C语言编写的计算快速排序次数的代码：

#include <stdio.h>

int count = 0; // 全局变量，用于计算快速排序次数

void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivot = arr[low]; // 选取第一个元素作为基准点
        int i = low + 1; // 左指针
        int j = high; // 右指针

        while (i <= j) {
            while (i <= j && arr[i] < pivot) {
                i++; // 左指针向右移动
                count++; // 每次比较次数+1
            }
            while (i <= j && arr[j] > pivot) {
                j--; // 右指针向左移动
                count++; // 每次比较次数+1
            }

            if (i <= j) {
                int temp = arr[i]; // 交换左指针和右指针所指向的元素
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
                i++;
                j--;
                count++; // 每次交换次数+1
            }
        }

        int temp = arr[low]; // 将基准点放在正确的位置上
        arr[low] = arr[j];
        arr[j] = temp;

        quickSort(arr, low, j - 1); // 递归处理左半部分
        quickSort(arr, j + 1, high); // 递归处理右半部分
    }
}

int main() {
    int arr[10] = {2, 4, 1, 6, 8, 3, 5, 7, 9, 0};

    quickSort(arr, 0, 9);

    printf("快速排序次数：%d\n", count);

    return 0;
}

该代码定义了一个全局变量`count`来统计快速排序的比较次数和交换次数。在`quickSort`函数中使用双指针的方式进行快速排序，并在比较和交换操作时将`count`加1。最后在`main`函数中输出`count`的值即为快速排序的次数。

用c语言写出比较归并排序和快速排序的关键字比较次数和关键字移动次数的代码

以下是用C语言实现比较归并排序和快速排序的代码，并计算关键字比较次数和关键字移动次数:

归并排序：

#include <stdio.h>

void merge(int arr[], int l, int m, int r, int* comp, int* move)
{
    int i, j, k;
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;
    int L[n1], R[n2];
 
    for (i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[l + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[m + 1 + j];
 
    i = 0;
    j = 0;
    k = l;
    while (i < n1 && j < n2) {
        (*comp)++;
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            (*move)++;
            i++;
        }
        else {
            arr[k] = R[j];
            (*move)++;
            j++;
        }
        k++;
    }
 
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        (*move)++;
        i++;
        k++;
    }
 
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        (*move)++;
        j++;
        k++;
    }
}
 
void mergeSort(int arr[], int l, int r, int* comp, int* move)
{
    if (l < r) {
        int m = l + (r - l) / 2;
 
        mergeSort(arr, l, m, comp, move);
        mergeSort(arr, m + 1, r, comp, move);
 
        merge(arr, l, m, r, comp, move);
    }
}
 
int main()
{
    int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int comp = 0, move = 0;

    mergeSort(arr, 0, n - 1, &comp, &move);
 
    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);

    printf("\nNumber of comparisons: %d", comp);
    printf("\nNumber of moves: %d", move);
 
    return 0;
}

快速排序：

#include <stdio.h>

void swap(int* a, int* b, int* move)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
    (*move)++;
}

int partition(int arr[], int low, int high, int* comp, int* move)
{
    int pivot = arr[high];
    int i = (low - 1);
 
    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        (*comp)++;
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            swap(&arr[i], &arr[j], move);
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high], move);
    return (i + 1);
}
 
void quickSort(int arr[], int low, int high, int* comp, int* move)
{
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high, comp, move);
 
        quickSort(arr, low, pi - 1, comp, move);
        quickSort(arr, pi + 1, high, comp, move);
    }
}
 
int main()
{
    int arr[] = { 10, 7, 8, 9, 1, 5 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int comp = 0, move = 0;

    quickSort(arr, 0, n - 1, &comp, &move);
 
    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);

    printf("\nNumber of comparisons: %d", comp);
    printf("\nNumber of moves: %d", move);
 
    return 0;
}

注意：以上代码是简单的示例，可能会存在一些小问题，需要根据实际情况进行修改和调试。