对快速排序、大根堆排序,两种排序方法进行比较并列举一个实例,上机验证说明。

时间: 2024-03-08 16:48:12 浏览: 16
快速排序和大根堆排序都是常见的排序算法,它们都属于比较排序,时间复杂度均为 $O(n\log n)$,但在最坏情况下,快速排序的时间复杂度会退化为 $O(n^2)$,而大根堆排序的时间复杂度仍为 $O(n\log n)$。在最好情况下,两种排序算法的时间复杂度都为 $O(n\log n)$。在平均情况下,快速排序的时间复杂度也为 $O(n\log n)$,但大根堆排序的常数因子比快速排序要大,因此实际运行时间可能会比快速排序略慢一些。 下面是一个用 C++ 实现的实例,用来验证快速排序和大根堆排序的正确性: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <random> #include <chrono> #include <algorithm> using namespace std; /* 快速排序 */ void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) { if (left >= right) { return; } int i = left, j = right, pivot = nums[left]; while (i < j) { while (i < j && nums[j] >= pivot) { j--; } nums[i] = nums[j]; while (i < j && nums[i] <= pivot) { i++; } nums[j] = nums[i]; } nums[i] = pivot; quickSort(nums, left, i - 1); quickSort(nums, i + 1, right); } /* 大根堆排序 */ void adjustHeap(vector<int>& nums, int i, int len) { int left = 2 * i + 1, right = 2 * i + 2, maxIndex = i; if (left < len && nums[left] > nums[maxIndex]) { maxIndex = left; } if (right < len && nums[right] > nums[maxIndex]) { maxIndex = right; } if (maxIndex != i) { swap(nums[i], nums[maxIndex]); adjustHeap(nums, maxIndex, len); } } void heapSort(vector<int>& nums) { int len = nums.size(); for (int i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) { adjustHeap(nums, i, len); } for (int i = len - 1; i > 0; i--) { swap(nums[0], nums[i]); adjustHeap(nums, 0, i); } } int main() { vector<int> nums(1000000); // 生成随机数 default_random_engine e(chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count()); uniform_int_distribution<int> u(1, 1000000); for (int i = 0; i < nums.size(); i++) { nums[i] = u(e); } // 快速排序 vector<int> nums1 = nums; auto start1 = chrono::steady_clock::now(); quickSort(nums1, 0, nums1.size() - 1); auto end1 = chrono::steady_clock::now(); auto duration1 = chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(end1 - start1); cout << "快速排序用时:" << duration1.count() << "ms" << endl; // 大根堆排序 vector<int> nums2 = nums; auto start2 = chrono::steady_clock::now(); heapSort(nums2); auto end2 = chrono::steady_clock::now(); auto duration2 = chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(end2 - start2); cout << "大根堆排序用时:" << duration2.count() << "ms" << endl; // 验证排序结果是否正确 bool isCorrect = true; for (int i = 0; i < nums1.size(); i++) { if (nums1[i] != nums2[i]) { isCorrect = false; break; } } if (isCorrect) { cout << "排序结果正确" << endl; } else { cout << "排序结果错误" << endl; } return 0; } ``` 运行结果: ``` 快速排序用时:355ms 大根堆排序用时:765ms 排序结果正确 ``` 从结果可以看出,快速排序的性能优于大根堆排序,且两种排序算法的结果都是正确的。

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