C++实现快速排序算法详解
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更新于2024-08-02
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"基本算法(C++版本),包括快速排序算法的实现,用于数据排序,适合初学者和进阶者练习编程技巧。"
快速排序是一种高效的排序算法,由英国计算机科学家C.A.R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是采用分治策略,通过选取一个基准值,将待排序的数组分成两个子序列,使得一个子序列的所有元素都小于基准值,另一个子序列的所有元素都大于或等于基准值,然后递归地对这两个子序列进行相同的操作,直到每个子序列只剩下一个元素,从而完成排序。
在提供的C++代码中,快速排序的实现如下:
```cpp
void quicksort(int s, int t) {
int i, j, x, t1;
i = s; j = t; x = a[i];
while (i < j) {
while ((a[j] >= x) && (j > i)) j--;
if (j > i) { t1 = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t1; }
while ((a[i] <= x) && (i < j)) i++;
if (i < j) { t1 = a[j]; a[j] = a[i]; a[i] = t1; }
}
a[i] = x;
i = i + 1; j = j - 1;
if (s < j) quicksort(s, j);
if (i < t) quicksort(i, t);
}
```
在这个函数中,`quicksort()`接受两个参数,表示待排序数组的起始索引`s`和结束索引`t`。选取中间元素`x`作为基准值,然后通过两个指针`i`和`j`分别从两端向中间扫描,当找到一个比基准值小的元素时,交换它与基准值的位置。这个过程不断重复,直到`i`和`j`相遇,此时基准值`x`被放在了正确的位置上,然后对基准值左右两边的子序列进行递归排序。
主函数`main()`中,首先读取用户输入的数据,并调用`quicksort()`对数组进行排序,最后输出排序后的结果。注意,这里的输入和输出处理采用了循环结构,允许用户输入多组数据进行排序。
在实际使用快速排序时,由于它的平均时间复杂度为O(n log n),在大多数情况下表现出很好的性能。然而,在最坏的情况下,如果输入数组已经完全有序或逆序,快速排序的时间复杂度会退化为O(n^2)。因此,实际应用中通常会结合其他策略,如随机化选择基准值,以避免最坏情况的发生。
为了提高对快速排序的理解和熟练程度,建议多做练习,尝试不同的输入数据,并且尝试编写自己的快速排序代码,不要仅仅依赖于已有的实现。通过不断的实践,可以更好地掌握这种重要的排序算法。
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fishlgr
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