排序算法(四)--快速排序

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快速排序 C语言实例

引言

快速排序(Quicksort)作为一种高效的排序算法,以其平均时间复杂度为O(n log n)而著称。

快速排序的基本原理

快速排序的核心思想是分治法(Divide and Conquer)。它的基本步骤如下:
选择基准(Pivot) :从待排序数组中选取一个元素作为基准。
分区(Partition) :重新排列数组,使得所有比基准小的元素都在基准前面,所有比基准大的元素都在基准后面。基准元素在其最后的排序数组中的位置就已经被确定。
递归排序(Recursively Sort):递归地将小于基准值元素的子数组和大于基准值元素的子数组排序。

C语言实现快速排序

以下是一个用C语言实现的快速排序实例:

#include <stdio.h>

// 交换两个元素的值

void swap(int *a, int *b) {

int temp = *a;

*a = *b;

*b = temp;

}

// 分区函数

int partition(int arr\[\], int low, int high) {

int pivot = arrhigh; // 选择最右边的元素作为基准

int i = (low - 1); // i是较小元素的索引

for (int j = low; j <= high - 1; j++) {

// 如果当前元素小于或等于基准

if (arrj <= pivot) {

i++; // 增加较小元素的索引

swap(&arri, &arrj);

}

}

swap(&arri + 1, &arrhigh);

return (i + 1);

}

// 快速排序函数

void quickSort(int arr\[\], int low, int high) {

if (low < high) {

// pi是分区索引,arrpi已经排好序

int pi = partition(arr, low, high);

// 分别对左右子数组进行排序

quickSort(arr, low, pi - 1);

quickSort(arr, pi + 1, high);

}

}

// 打印数组

void printArray(int arr\[\], int size) {

for (int i = 0; i < size; i++) {

printf("%d ", arri);

}

printf("\n");

}

// 主函数

int main() {

int arr\[\] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};

int n = sizeof(arr) / sizeof(arr0);

printf("未排序数组: \n");

printArray(arr, n);

quickSort(arr, 0, n - 1);

printf("排序后数组: \n");

printArray(arr, n);

return 0;

}

代码解析

swap函数 :用于交换数组中的两个元素。
partition函数 :选择最右边的元素作为基准,通过遍历数组,将所有小于或等于基准的元素移动到基准的左边,所有大于基准的元素移动到基准的右边。最后返回基准元素的正确位置。
quickSort函数 :递归地对分区后的子数组进行排序。
printArray函数 :用于打印数组元素。
main函数:定义了一个待排序数组,调用快速排序函数并打印排序前后的数组。

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