排序演算法集合(3) 快速排序原理及C 實現

2021-05-09 11:19:38 字數 1042 閱讀 8399

快速排序的思想是:

1)初始輸入值是一串亂序的數字s=

2)選取某個邏輯位置的值為「中間值」(m),然後經過用s中的其他元素跟m比較:比m大的元素都調整到在「中間值」之前,其餘的放置在「中間值」之後

-->現在,序列成了「準排序」狀態,s被調整為s',分為三個部分p= ,m=, q= ,而這三個部分有p>m>q的關係(p內任意元素》=m>=q內任意元素)只不過在p,q的內部還是亂序狀態, 於是,我們如果將p,q再進行排序,最後就能得到排序結果,而對p,q的排序,我們可以遞迴呼叫快速排序演算法

3)對p, q分別遞迴呼叫快速排序演算法進行排序,生成內部排序的p'和q'.

-->遞迴的終止條件,就是某子串行內只有2個數,於是可以在一次比較(及必要的互換)之後,返回排序序列

4)返回p' + m + q'

在第二步中,我們進行了n次比較,不過通過每次呼叫,都能達到將序列一分為二的目的,所以,分割的速度是指數增長的。一般認為快速排序的演算法複雜度為n log(n);不過它是不穩定演算法,最糟糕的情形仍然會達到n^2,這種最差情形,竟然是出在已排序序列上的。 對於一般的隨機亂序而言,快速排序可以比較穩定的用 n*logn的時間複雜度完成。

還需要說明一下的是,具體實現快排演算法時,注意利用陣列位置的交換,而不用新引入其他陣列作為儲存空間。

好了,貼上乙個本人的實現

1. 以隊尾元素做中間值m,

2. 從1 到 n-1 掃瞄序列,比m大的元素不動(屬於p),其餘的跟q序列倒數字置的元素交換,再繼續比對;於是乎,p序列從頭生成,q序列從隊尾(n-1處)逆向生成,當p,q的指標相遇時,步驟2)完成

3. 遞迴p, q; 返回p, m , q

快拍實戰非常強大,比如,某次在相同條件下開展benchmark,隨機生成10,000個正整數進行排序,冒泡需要77ms, 快排序要0ms;

對於20,000個, 冒泡145 ms, 快排需要1ms. (由於n=20,000,  logn=4*(1+.318), 而0.5n/logn=2000;實際上沒有2000倍這麼誇張了,是因為快排有很多對調的操作要佔一些時間,但是快百倍還是有的,另外, n越大,二者效率相差的倍數就更大)。

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