#C09L01P02. C09.L01.分治策略.例题.快速排序的原理
C09.L01.分治策略.例题.快速排序的原理
快速排序的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
快速排序是一种不稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
快速排序是 C.R.A.Hoare 于 1962 年提出的一种划分交换排序。它采用了一种分治的策略,通常称其为分治法(Divide-and-Conquer Method)。
该方法的基本思想是:
-
先从数列中取出一个数作为基准数。
-
分区过程,将比这个数大的数全放到它的右边,小于或等于它的数全放到它的左边。
-
再对左右区间重复第二步,直到各区间只有一个数。
以一个数组作为示例,取区间第一个数为基准数。
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
72 | 6 | 57 | 88 | 60 | 42 | 83 | 73 | 48 | 85 |
初始时,i=0; j=9; X=a[i]=72
由于已经将 a[0] 中的数保存到 X 中,可以理解成在数组 a[0] 上挖了个坑,可以将其它数据填充到这来。
从 j 开始向前找一个比 X 小或等于 X 的数。当 j=8 ,符合条件,将 a[8] 挖出再填到上一个坑 a[0] 中。a[0]=a[8]; i++; 这样一个坑 a[0] 就被搞定了,但又形成了一个新坑 a[8] ,这怎么办了?简单,再找数字来填 a[8] 这个坑。这次从 i 开始向后找一个大于 X 的数,当 i=3 ,符合条件,将 a[3] 挖出再填到上一个坑中 a[8]=a[3]; j--;
数组变为:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
48 | 6 | 57 | 88 | 60 | 42 | 83 | 73 | 88 | 85 |
i=3; j=7; X=72
再重复上面的步骤,先从后向前找,再从前向后找。
从 j 开始向前找,当 j=5 ,符合条件,将 a[5] 挖出填到上一个坑中,a[3]=a[5]; i++;
从 i 开始向后找,当 i=5 时,由于 i==j 退出。
此时,i=j=5,而 a[5] 刚好又是上次挖的坑,因此将 X 填入 a[5] 。
数组变为:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
48 | 6 | 57 | 42 | 60 | 72 | 83 | 73 | 88 | 85 |
可以看出 a[5] 前面的数字都小于它,a[5] 后面的数字都大于它。因此再对 a[0…4] 和 a[6…9] 这二个子区间重复上述步骤就可以了。
对挖坑填数进行总结
-
i =L; j=R; 将基准数挖出形成第一个坑 a[i] 。
-
j-- 由后向前找比它小的数,找到后挖出此数填前一个坑 a[i] 中。
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i++ 由前向后找比它大的数,找到后也挖出此数填到前一个坑 a[j] 中。
-
再重复执行 2,3 二步,直到 i==j,将基准数填入 a[i] 中。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n;
int a[100001];
void qsort(int l, int r)
{
if(l>=r) return;
int i=l, j=r, x=a[l];
while(i<j)
{
while(i<j && a[j]>=x) j--;// 从右向左找第一个小于x的数
if(i < j)
{
a[i]=a[j];
i++;
}
while(i<j && a[i]<x) i++;// 从左向右找第一个大于等于x的数
if(i<j)
{
a[j]=a[i];
j--;
}
}
a[i] = x;
qsort(__填空(1)__, i-1); // 递归调用
qsort(i+1, __填空(2)__ );
}
main()
{
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&a[i]);
qsort( __填空(3)__ , __填空(4)__ );
for(int i=1;i<=n;i++)
printf("%d ",a[i]);
return 0;
}
填空(1):{{ input(1) }}
填空(2):{{ input(2) }}
填空(3):{{ input(3) }}
填空(4):{{ input(4) }}
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