C语言--快速排序和归并排序

使用C语言实现快速排序和归并排序

文章目录

快速排序
- Lomuto算法
- Hoare算法
归并排序

快速排序

采用"分而治之"的思想。

首先选择一个基准pivot

对数据进行分割，将大于基准的元素放在左边，小于基准的元素放在右边

最后使用递归的方式，分别对左、右进行排序。

根据选取分割的方式不同，分为Hoare算法和Lomuto算法

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void swap(int *a,int *b){
	int tmp = *a;
	*a=*b;
	*b=tmp;
}

Lomuto算法

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int partitionL(int arr[],int low, int high){
     int pivot=arr[high];
     int i=low-1;
     for(int j=low;j<=high-1;j++){
          if(arr[j]<=pivot){
             i++;
             swap(&arr[i],&arr[j]);
          }
     }
     swap(&arr[i+1],&arr[high]);	
     return i+1;
}
void quickSort(int arr[],int low,int high){
   if(low<high){
      int pivot = partitionL(arr, low, high);
      partitionL(arr, low, pivot-1);
      partitionL(arr, pivot+1, high);
   }
}

Hoare算法

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int partitionH(int arr[],int low, int high){
     int pivot = arr[(low+high)/2]
     int i=low-1;
     int j=high+1;
     while(1){
        do{i++;}while(arr[i]<pivot);
        do{j--;}while(arr[j]>pivot);
        if(i>=j){
            return i;
        }
        swap(&arr[i], &arr[j])
     }
}
void quickSortH(int arr[],int low, int high){
   if(low<high){
      int pivot = partitionL(arr, low, high);
      partitionL(arr, low, pivot);
      partitionL(arr, pivot+1, high);
   }
}

归并排序

采用"分治"的思想，将一个大数列分为小的数列，在将有序的小数列组合，得到完全有序的数列。

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// 合并两个有序的数组
void merge(int arr[], int low, int mid, int high){
     int n1= mid-low+1;
     int n2= high-mid;
     int *L = (int *)malloc(n1 * sizeof(int));
     int *R = (int *)malloc(n2 * sizeof(int));
     int i,j,k;
     for(i=0;i<n1;i++){
        L[i] = arr[low+i];
     }
     for(j=0;j<n2;j++){
        R[j] = arr[mid + 1 + j];
     }
     i = 0,j = 0, k=low;
     while(i<n1 && j<n2){
         if(L[i] <= R[j]){
            arr[k++] = L[i++];
         }else{
            arr[k++] = R[j++];
         }
     }
     while (i<n1) {
        arr[k++] = L[i++];
     }
     while (j<n2) {
        arr[k++] = R[j++];
     }
    free(L);
    free(R);
}

void mergeSort(int arr[], int low, int high){
    if(low < high){
        int mid = low + (high-low)/2;
        mergeSort(arr, low. mid);
        mergeSort(arr, mid+1, high);
        merge(arr, low, mid, high);
    }
}