Quick sort

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使用快速排序法对一列数字进行排序的过程

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下,排序n个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n)算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。

算法描述

快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个序列(list)分为两个子序列(sub-lists)。

步骤为:

  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#分区退出之后,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。

递归的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去,但是这个算法总会退出,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

示例代码

C++(迭代版本)

//参考:http://www.dutor.net/index.php/2011/04/recursive-iterative-quick-sort/
struct Range{
	explicit Range(int s=0,int e=0):start(s),end(e){}
	int start,end;
};
void quicksort(int n,int arr[]){
	if(n<=0) return;
	stack<Range> st;
	st.push(Range(0,n-1));
	while(!st.empty()){
		Range range = st.top();
		st.pop();
		int pivot = arr[range.end];
		int pos = range.start-1;
		for(int i=range.start;i<range.end;++i){
			if(arr[i]<pivot){
				std::swap(arr[i],arr[++pos]);
			}
		}
		std::swap(arr[++pos],arr[range.end]);
		if(pos-1>range.start){
			st.push(Range(range.start,pos-1));
		}
		if(pos+1<range.end){
			st.push(Range(pos+1,range.end));
		}
	}
}

C

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