目录
1.挖坑法
执行流程
"挖坑法"顾名思义:要有坑位,一开始将关键值放入临时变量key中,在数组中形成一个坑位
左边做key,右边先走,先right找到小,将小值放入坑位中,坑位被转移
left找到大,将大值放入坑位中,坑位被转移
重复上述过程
最终left和right相遇,在坑位填上key的值,单趟快速排序结束,之后对左右两个区间排序,递归处理,写成完整的挖坑法的快速排序
注意:对比120.【C语言】数据结构之快速排序(详解Hoare排序算法)文章写的Hoare快速排序,本方法无需交换函数
代码
cpp
void QuickSort_Hole(int* arr, int left, int right)//挖坑法(对着Hoare排序修改即可
{
if (left > right)
return;
int begin = left;
int end = right;
int key = arr[left];//对比Hoare排序,不需要key的下标key_i,且不能保存下标,否则值覆盖会丢失数据
while (left < right)
{
//由于key_i==left,因此right指针先走
//右边找小
while (left < right && arr[right] >= key)
{
right--;
}
arr[left] = arr[right];//填坑位
//左边找大
while (left < right && arr[left] <=key)
{
left++;
}
arr[right] = arr[left];//填坑位
}
arr[left] = key;//此时left==right
QuickSort_Hoare(arr, begin, left- 1);
QuickSort_Hoare(arr, left + 1, end);
}main.c写入以下代码
cpp
#include "Sort.h"
int main()
{
int arr[] = { 6,1,2,7,9,3,4,5,10,8 };
printf("排序前:");
PrintArray(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
QuickSort_Hole(arr, 0,sizeof(arr) / sizeof(arr[0])-1);
printf("排序后:");
PrintArray(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
return 0;
}运行结果
虽然能完成快速排序,但该代码的可读性较差,建议专门定义一个变量hole_i表示坑位的下标,则arr[hole_i]表示坑位,可写成如下形式
可读性好的代码
cpp
//可读性好,有hole_i变量
void QuickSort_Hole(int* arr, int left, int right)//挖坑法(对着Hoare排序修改即可
{
if (left > right)
return;
int begin = left;
int end = right;
int key = arr[left];//对比Hoare排序,不需要key的下标key_i,且不能保存下标,否则值覆盖会丢失数据
int hole_i = left;//记录坑的下标
while (left < right)
{
//由于key_i==left,因此right指针先走
//右边找小
while (left < right && arr[right] >= key)
{
right--;
}
arr[hole_i] = arr[right];//填补坑位
hole_i = right;//修改坑位下标
//左边找大
while (left < right && arr[left] <= key)
{
left++;
}
arr[hole_i] = arr[left];//填补坑位
hole_i = left;//修改坑位下标
}
arr[hole_i] = key;//此时left==right
QuickSort_Hoare(arr, begin, hole_i - 1);
QuickSort_Hoare(arr, hole_i + 1, end);
}2.前后指针法(双指针法)
执行流程
设前指针prev和后指针cur
设排升序,单趟快排流程
1.最开始prev指向arr[0],cur指向arr[1]
2.cur找到比key(key==arr[key_i])小的值,prev++,arr[cur]和arr[prev]位置的值交换,cur++
3.cur找到比key大的值,cur++
4.重复1和2,直到cur遇到数组的边界时,让arr[key_i]和arr[prev]互换,单趟快排结束
设key_i==0,则arr[key_i]==6,数组长度为n,对**[** 0,n**]** 这一闭区间排序
从图中可以看出两点
1.prev要么紧跟着cur(prev+1==cur);要么和cur中间间隔比key大的一段区间;
2.把比key大的值往右翻,比key小的值,翻到左边
arr[prev]的左边比6小,右边比6大,之后对绿色和蓝色区域再快速排序
单趟排序代码
cpp
int prev = 0;
int cur = 1;
int key_i = 0;
while (cur < n)
{
if (arr[cur] > arr[key_i])
{
cur++;
}
else
{
prev++;
if (cur != prev)//避免自己和自己交换,无意义
{
Swap(&arr[cur], &arr[prev]);
}
cur++;
}
}
Swap(&arr[key_i], &arr[prev]);将单趟排序代码改造后
写法1
cpp
void QuickSort_Prev_And_Cur_Pointer(int* arr,int left,int right)
{
if (left >= right)
{
return;
}
int prev = left;
int cur = prev+1;
int key_i = left;
while (cur <= right)//由于是闭区间,因此cur<=right!!cur可以取等
{
if (arr[cur] > arr[key_i])
{
cur++;
}
else
{
prev++;
if (cur != prev)//避免自己和自己交换,无意义
{
Swap(&arr[cur], &arr[prev]);
}
cur++;
}
}
Swap(&arr[key_i], &arr[prev]);
QuickSort_Prev_And_Cur_Pointer(arr, left, prev - 1);
QuickSort_Prev_And_Cur_Pointer(arr, prev + 1, right);
}
cpp
QuickSort_Prev_And_Cur_Pointer(arr, 0,sizeof(arr) / sizeof(arr[0])-1);//一定有-1一定要注意while (cur <= right)一定要取等!!
简洁的写法
cpp
while (cur <= right)//由于是闭区间,因此cur<=right!!cur可以取等
{
if (arr[cur] < arr[key_i] && ++prev != cur)
{
Swap(&arr[cur], &arr[prev]);
}
cur++;
}上述提到的这两种方法仍然需要递归,过多数会导致栈溢出,下篇文章会讲解决方法
3.思考题
key在右边时(即arr[key_i]==arr[right]),前后指针法怎么写?