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经典排序之--快速排序(挖坑填补法)及其优化(区间分割法)

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快速排序(QuickSort):
找一个标准值(枢轴),将比标准值小的都放在它左侧,将比标准值大的都放在它右侧。标准值的左右两侧就没有必要在进行比较。然后标准值左右两侧重复上述过程。

例如待排数据为8,4,9,12,17,1,6,3,10;数组里最好取到的元素就是第一个元素,和最后一个元素,我们现在取第一个元素8作为标准值,然后进行将数组剩余元素放到8左右两侧的操作,能完成这个操作的方法有很多,我们选择一种经典的方法:“挖坑填补法”。

8作为标准值,拿出来以后,8的位置空出来,从后向前找比8小的,10比8大,10不动,3比8小,3放到前面的坑里,从前找比8大的放在后面的坑里,4比8小,4不动,9比8大,9放在后面的坑里,从后向前找比8小的,6比8小,放到前面的坑里。从前向后找比8大的,12比8大,放在后面的坑里。从后向前找比8小的,1比8小,放到前面的坑里,从前向后找比8大的,17比8大,放到后面的坑里,从后向前找比8小的,两个指针重合,即左边比8小,右边比8大,这个位置就是元素8的位置。

然后8的左右两部分在分别重复上述过程。
3,4,6,1;取标准值3,

然后依旧是左右两边重复上述操作。
重复操作,不是递归,就是循环,我们选择递归。而以上这种问题的解决方法叫做分治法,分而治之,逐个击破。一个复杂的问题可以分解成两个或者更多的相似的子问题,子问题再分解 … …解决了子问题,总的问题自然就解决了。

#include<stdio.h>
int Sort(int arr[],int nBegin,int nEnd)
{
   
	int temp = arr[nBegin];
	while(nBegin < nEnd)
   {
   
	//从后向前找比标准值小的
	  while(nBegin < nEnd)
	  {
   

		if(arr[nEnd] < temp)
		{
   
			//放到前面的坑
			arr[nBegin] = arr[nEnd];
			nBegin++;
			break;
		}
		nEnd--;
	}

	//从前向后找比标准值大的
	while(nBegin < nEnd)
	 {
   
		if(arr[nBegin] > temp)
		{
   
			//放后面的坑
			arr[nEnd] = arr[nBegin];
			nEnd--;
			break;
		}
		nBegin++;
	 }
   }
	//标准值方法入
	arr[nBegin] = temp;
	return nBegin;
}
void QuickSort(int arr[],int nBegin,int nEnd)
{
   
	if(arr == NULL || nBegin >= nEnd) return;

	//标准值
	int nIndex = Sort2(arr,nBegin,nEnd);

	//分成两部分
	QuickSort(arr,nBegin,nIndex-1);
	QuickSort(arr,nIndex+1,nEnd);
}
void Printf(int arr[],int nlength)
{
   
	if(arr == NULL||nlength<=0) return;
	int i;
	for(i = 0;i<nlength;i++)
	{
   
		printf("%d ",arr[i]);
	}

}

int main()
{
   
	int arr[]={
   10,2,11,4,56};
	QuickSort(arr,0,sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1);
	Printf(arr,sizeof(arr)/sizeof(arr[0]));
	printf("\n");
	return 0;
}

快排的优化:我们用挖坑填补法确实完成了我们的任务,但是我们的代码有循环嵌套,可是我们每一次的任务就是去找到大的,或者小的,只需要遍历一遍就可以,那么如果我们只找小比标准值小的,把它放在前面,那么是不是自然只剩下大的在标准值后面了。这种方法叫做区间分割。

我们需要两个变量,一个是小区间变量,一个是遍历变量,选择最后的元素6为标准值,12与6比,比6大,小区间不扩张,向后走,4比6小,小区间扩张,小区间扩张一定是从头开始扩张,所以将12与4交换,9和6比,9比6大,继续,2和6比,2比6小,小区间扩张,小区间连成一片,2和12换一下,8和6比,8比6大,继续,3和6比,3比6小,小区间扩张,3和9换一下,5和6比,5比6小,小区间扩张,5和12换一下,再往后操作就是最后元素,
标准值的位置了,那标准值放在哪里,自然是小区间的后面,8和6交换。
(红色箭头代表小区间元素,蓝色箭头用来遍历)

int Sort2(int arr[],int nBegin,int nEnd)  //快排优化
{
   
	int nSmall = nBegin-1;

	for(nBegin;nBegin < nEnd;nBegin++)
	{
   
		if(arr[nBegin] < arr[nEnd])
		{
   
			//小区间扩张
			if(++nSmall != nBegin)  
			{
   
			    //小区间的下一个位置与小于标准值的元素交换
				arr[nSmall] = arr[nSmall]^arr[nBegin];
				arr[nBegin] = arr[nSmall]^arr[nBegin];
				arr[nSmall] = arr[nSmall]^arr[nBegin];
			}
		}
	}
	//标准值放入
	if(++nSmall != nEnd)
	{
   
		arr[nSmall] = arr[nSmall]^arr[nEnd];
		arr[nEnd] = arr[nSmall]^arr[nEnd];
		arr[nSmall] = arr[nSmall]^arr[nEnd];
	}
	return nSmall;
}

转载:https://blog.csdn.net/scarificed/article/details/113274028
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