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详解数据结构经典算法--快速排序(C++)

是归人不是过客 2022-01-27 阅读 65

快速排序的思想:

快排属于交换排序的一种,每一趟选出一个元素作为基准,然后交换,使该基准插入到正确位置(左边都小于它,右边元素都大于它),再分别对其左边部分和右边部分进行快速排序

  1. 如何去找到这个位置?
  • 填坑法,将选中的基准保存下来,那么当前的位置就是一个
  • 使用low,high指针,初始是(0,size()-1), high从高到低,找到第一个比基准小的,填入坑内,high所在的位置作为新坑
  • low从低到高,找到第一个比基准大的,填入中,low的位置作为新坑
  • 重复以上操作,low,high相遇,也就是low==high时,low和high同时指向的位置就是基准的正确位置,将基准填入,此时满足左边都小于它,右边元素都大于它
  1. 然后分别再对基准左边和右边进行快排

为了方便理解,进行以下图示

1.初始化,基准:第一个元素4,坑:low的位置
请添加图片描述
2.high指针 从高到低 找第一个比基准小的,也就是1<4,进行填坑,high的位置作为新坑请添加图片描述3.low指针 从低到高 找第一个比基准大的,也就是6>4,进行填坑,low的位置作为新坑请添加图片描述
4. 重复以上操作,low == high,将基准填入,也就找到了基准的正确位置满足,左边都小于它,右边元素都大于它

请添加图片描述
请添加图片描述

5.再对基准左右进行快排
请添加图片描述

基于以上分析,快排可以写成递归的形式

  • 对整体的快排(调用快排)
  • 对基准左边快排,右边快排(再次调用快排)
  • 函数本身调用本身,符合递归的基本要求

代码如下(C++)

class solution {
public:
  int getIndex(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[low]; //保存初始坑的值
    while (low < high) {
      while (low < high && arr[high] >= pivot)
        high--;
      arr[low] = arr[high];
      while (low < high && arr[low] <= pivot)
        low++;
      arr[high] = arr[low];
    }
    arr[low] = pivot;
    return low;
  }
  void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
      int index = getIndex(arr, low, high);
      quickSort(arr, low, index - 1);
      quickSort(arr, index + 1, high);
    }
    //出口
  }
};
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