本文将介绍快速排序算法及一种改进的快速排序算法。
1.基本的快速排序算法:
(1)算法原理:
首先从待排序数组中选取参考数据keyvalue(一般选取数组第一个或最后一个数据),根据keyvalue的大小将待排序数组分成两部分(大于keyvalue部分和小于keyvalue部分),对这两部分分别递归调用快速算法。
流程图如下:
(2)C++实现:
//打印排序结果函数
void Print(int a[],int n,int i=0)
{
cout<<"排序后的结果为:"<<endl;
for(int i=0;i<n;i++)
cout<<a[i]<<" ";
cout<<endl;
}
//交换两数函数
void swap(int *a,int *b)
{
int c;
c=*a;*a=*b;*b=c;
}
//返回分界元素位置函数
int splitFun(int a[],int low,int high)
{
int keyValue=a[low]; //参考值
while(low<high)
{
//以keyvalue为界,将待排序数组分为两部分
while(low<high && a[high]>=keyValue){--high;}
swap(&a[low],&a[high]); //大于keyvalue部分
while(low<high && a[low]<=keyValue){++low;}
swap(&a[low],&a[high]); //小于keyvalue部分
}
return low;
}
//快速排序函数
void quickSort(int a[],int low,int high)
{
if(low<high)
{
int pos=splitFun(a,low,high); //获取分界点位置
quickSort(a,low,pos-1); //对小于keyvalue部分进行快速排序
quickSort(a,pos+1,high); //对大于keyvalue部分进行快速排序
}
Print(a,n);
}
(3)Python实现:
'''输出排序结果函数'''
def Print(ddata):
n=len(ddata)
for i in range(n):
print ddata[i], #其中","为了不让其输出默认的换行符
'''快速排序'''
def splitData(data,low,high): #分割函数,将数据以keyValue为界分为两部分
keyValue=data[low]
while(low<high):
#大于分界值部分
while(low<high and data[high]>=keyValue):
high-=1
data[low],data[high]=data[high],data[low]
#小于分解值部分
while(low<high and data[low]<=keyValue):
low+=1
data[low],data[high]=data[high],data[low]
return data,low
def quickSort(data,low,high):
if(low<high):
data,pos=splitData(data,low,high) #分割
data=quickSort(data,pos+1,high) #对大于分界值部分递归调用快速排序
data=quickSort(data,0,pos-1) #对小于分界值部分递归调用快速排序
return data
2.改进的快速排序算法:
算法的改进思路为:只对子序列长度大于k(k为给定值)的子序列递归调用快速排序算法,由此获得基本的有序序列后,再进行插入排序,完成待排序数组的排序工作。
(1)C++实现:
//打印排序结果函数
void Print(int a[],int n,int i=0)
{
//cout<<i<<endl;
cout<<"排序后的结果为:"<<endl;
for(int i=0;i<n;i++)
cout<<a[i]<<" ";
cout<<endl;
}
void swap(int *a,int *b) //交换两数
{
int c;
c=*a;*a=*b;*b=c;
}
int splitFun(int a[],int low,int high)
{
int keyValue=a[low]; //参考值
while(low<high)
{
//以keyvalue为界,将待排序数组分为两部分
while(low<high && a[high]>=keyValue){--high;}
swap(&a[low],&a[high]); //大于keyvalue部分
while(low<high && a[low]<=keyValue){++low;}
swap(&a[low],&a[high]); //小于keyvalue部分
}
return low;
}
void quickOpt(int a[],int low,int high,int k)
{
if((high-low)<k) //只对长度大于k的子序列进行快速排序
{
int pos=splitFun(a,low,high);
quickOpt(a,low,pos-1,k);
quickOpt(a,pos+1,high,k);
}
}
void quickSortOpt(int a[],int low,int high,int k)
{
quickOpt(a,low,high,k); //获得初步有序的数列
//进行插入排序
int n=high;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
int shao=a[i];
int j=i-1;
while(shao<a[j])
{a[j+1]=a[j];j=j-1;}
a[j+1]=shao;
}
Print(a,n+1);
}
(2)Python实现:
'''输出排序结果函数'''
def Print(ddata):
n=len(ddata)
for i in range(n):
print ddata[i], #其中","为了不让其输出默认的换行符
def splitData(data,low,high): #分割函数,将数据以keyValue为界分为两部分
keyValue=data[low]
while(low<high):
#大于分界值部分
while(low<high and data[high]>=keyValue):
high-=1
data[low],data[high]=data[high],data[low]
#小于分解值部分
while(low<high and data[low]<=keyValue):
low+=1
data[low],data[high]=data[high],data[low]
return data,low
def quickSortOpt(data,low,high,k):
if (high-low)>k: #只对长度大于k的子序列进行快速排序
data,pos=splitData(data,low,high)
data=quickSortOpt(data,pos+1,high,k)
data=quickSortOpt(data,0,pos-1,k)
return data
def quickSortOpt1(data,low,high,k):
data=quickSortOpt(data,low,high,k) #获得基本有序序列
for i in range(len(data)): #插入排序
temp=data[i]
j=i-1
while(j>0 and data[j]>temp):
data[j+1]=data[j]
j=j-1
data[j+1]=temp
Print(data)