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快速排序算法详解

来源:www.personalprofile.net 时间:2024-05-17 01:57:12 作者:成竹算法网 浏览: [手机版]

本文目录览:

快速排序算法详解(1)

快速排序是一种常用的排序算法,它的时间复杂度O(nlogn),是一种高效的排序算法来源www.personalprofile.net。本文将详细绍快速排序的原理、实现以及优化。

原理

  快速排序的原理是通一趟排序将待排记录分隔成立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小,然后再分别对这两部分记录继续进排序,以达到整个序列有序的目的。

  快速排序的具体实现程如下:

  1. 选取一个基准元素(pivot),通常选择第一个或最后一个元素作基准元素成竹算法网www.personalprofile.net

2. 将序列中有小于基准元素的元素放在基准元素的左边,有大于基准元素的元素放在基准元素的右边。

  3. 对基准元素左右两个子序列分别进排序。

  4. 结束条件子序列1或0personalprofile.net

快速排序算法详解(2)

实现

下面是快速排序的实现代码:

  ```

void quickSort(int arr[], int left, int right) {

if (left >= right) {

  return;

}

  int pivot = arr[left];

int i = left, j = right;

  while (i < j) {

while (i = pivot) {

  j--;

  }

  arr[i] = arr[j];

  while (i < j && arr[i] <= pivot) {

  i++;

}

arr[j] = arr[i];

  }

  arr[i] = pivot;

quickSort(arr, left, i - 1);

  quickSort(arr, i + 1, right);

}

  ```

快速排序算法详解(3)

优化

快速排序的时间复杂度取决于选取的基准元素,如果基准元素选取不当,会导致深度大,时间复杂度退化O(n^2)。了避免这种情况,可以采用以下优化方法:

  1. 随机选取基准元素,避免极端情况的出现。

  2. 三数取中法,即选取序列的头、尾、中间三个元素中的中位数作基准元素personalprofile.net

  3. 对于小规模的子序列,采用插入排序或冒泡排序等简单排序算法。

下面是采用三数取中法优化后的快速排序实现代码:

```

  void quickSort(int arr[], int left, int right) {

  if (left >= right) {

  return;

  }

  int mid = (left + right) / 2;

  if (arr[left] > arr[right]) {

  swap(arr[left], arr[right]);

  }

if (arr[mid] > arr[right]) {

  swap(arr[mid], arr[right]);

  }

  if (arr[left] < arr[mid]) {

swap(arr[left], arr[mid]);

  }

int pivot = arr[left];

  int i = left, j = right;

while (i < j) {

while (i = pivot) {

  j--;

  }

  arr[i] = arr[j];

while (i < j && arr[i] <= pivot) {

  i++;

  }

arr[j] = arr[i];

}

arr[i] = pivot;

  quickSort(arr, left, i - 1);

  quickSort(arr, i + 1, right);

}

  ```

总结

  快速排序是一种高效的排序算法,它的时间复杂度O(nlogn),但如果基准元素选取不当,会导致深度大,时间复杂度退化O(n^2)。了避免这种情况,可以采用随机选取基准元素、三数取中法等优化方法www.personalprofile.net成竹算法网。快速排序在实际应用中被广泛使用,是一种非常实用的排序算法。

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