快速排序的最優和最差比較次數

2021-09-25 12:24:35 字數 856 閱讀 3527

個問題其實也沒有多麼複雜,但是網上這部分內容不多,故總結一下最優與最差比較次數。

n個元素線性表快速排序,最好情況下比較次數是多少?

參照嚴書的方法,以第一位作為標桿。

①考慮第一趟排序,無論怎樣也要有n-1次比較次數;

②如果此時能把資料分成兩部分,前一部分與後一部分元素個數相近,那樣就是最優的。

例如,4 1 2 3 5 6 7,經過一趟排序,變成 1 2 3 4 5 6 7 。也就是說,以4為標桿,一趟後分成了兩部分,這兩部分個數相同或相差 1,那麼快排會很優。

於是,可以想到,最優時,n個數,第一趟分成前⌊(n-1)/2⌋,後⌈(n-1)/2⌉兩組,每組也是按照最優的分,設最優是an,於是有:

an = a⌊(n-1/2)⌋+a⌈(n-1/2)⌉ + n - 1

比如,n=7時,最優情況就是 a7=a3+a3+6 ,a3=a1+a1+2 ,而顯然a1=0。

於是a3=2,a7=10。

舉 例 4 1 3 2 6 5 7 。第一次4為標桿,一趟後為 2 1 34 6 5 7

第二趟兩邊分別以2,6為標桿,這樣最好,因為是均分了。

問題,n=8時,最好排序次數?

a8=7+a4+a3,a3算的2,a4=3+a1+a2,顯然a2=1,於是a4=4,故a8=13

因此,n=8時,最好情況下比較次數是13。

舉例,4 1 3 2 6 5 7 8 可以數一下

對於別的情況,參照這個思路即可輕鬆求比較次數以及舉例。

n個元素線性表快速排序,最壞情況下比較次數是多少?

這個就容易多了,因為順序或者逆序時最壞的。

故比較次數,1+2+3……+ n-1 = n(n-1)/2

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