C++ Lomuto分区算法(Lomuto Partition Algorithm)

目录

[Lomuto 算法用于数组划分](#Lomuto 算法用于数组划分)

一些有趣的事实


如果您喜欢此文章,请收藏、点赞、评论,谢谢,祝您快乐每一天。

给定一个数组,任务是以最后一个元素为枢轴元素对数组进行分区。arr\[\]

数组的划分必须满足以下两个条件:

数组中小于枢轴元素的元素会出现在枢轴元素之前。

数组中,大于或等于枢轴元素的元素将出现在枢轴元素之后。

**注意:**可能存在多个分区数组。

例如:

输入: arr\[\] = 5, 13, 6, 9, 12, 11, 8

输出: 5, 6, 8 , 13, 9, 12, 11

**说明:**所有小于枢轴元素 5, 6 的元素都排列在枢轴元素 5, 6 之前,所有大于枢轴元素 13, 9, 12, 11 的元素都排列在枢轴元素 13, 9, 12, 11 之后。

输入: arr\[\] = 4, 10, 9, 16, 19, 9

输出: 4, 9 , 9, 10, 16, 19

**说明:**所有小于枢轴元素 4 的元素都排列在枢轴元素之前,所有大于或等于枢轴元素 9, 10, 16, 19 的元素都排列在枢轴元素之后。

Lomuto 算法用于数组划分

Lomuto分割算法 基于一个枢轴元素对数组进行分割。一个指针标记小于枢轴元素的元素的边界,另一个指针则用于数组遍历。遍历数组时,较小的元素被移动到边界的左侧,边界不断扩展。遍历完成后,边界左侧的所有元素都小于枢轴元素,而边界右侧的所有元素都大于枢轴元素。

算法步骤详解:

  • 选择数组的最后一个元素作为枢轴 。
  • 在数组的开头初始化指针;该指针将作为小于或等于枢轴元素 的元素的边界。i
  • 使用指针遍历数组,检查每个元素:j arr[j]
    • 如果<= pivot ,则交换以将较小的元素向左移动,并增加以调整边界。arr[j] arr[i]arr[j]i
  • 遍历之后,小于或等于枢轴的元素将位于数组的开头,并标记边界。i
  • 最后,arr[i]与枢轴元素 (最后一个元素)交换位置,将枢轴元素放置在正确的位置。

示例代码:

// C++ program to partition the array

// using Lomuto Partition Algorithm

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

// Function to partition the array according

// to pivot index element

void partition(vector<int> &arr) {

int n = arr.size();

int pivot = arrn - 1;

// i acts as boundary between smaller and

// larger element compared to pivot

int i = -1;

for (int j = 0; j < n; j++) {

// If smaller element is found expand the

// boundary and swapping it with boundary element.

if (arrj < pivot) {

i++;

swap(arri, arrj);

}

}

// place the pivot at its correct position

swap(arri + 1, arrn - 1);

}

int main() {

vector<int> arr = {5, 13, 6, 9, 12, 11, 8};

partition(arr);

for (int i = 0; i < arr.size(); i++)

cout << arri << " ";

return 0;

}

输出

5 6 8 9 12 11 13

时间复杂度: O(n),用于数组遍历。

辅助空间: O(1)

一些有趣的事实

我们可以通过交换第一个元素和最后一个元素,然后使用相同的代码,轻松地修改算法,将第一个元素(或任何其他元素)视为枢轴。

与其他分区算法相比,它更容易理解和实现。

它通常比 Hoare 分区算法运行速度慢,尤其是在处理大型数据集或枢轴选择不当的情况下,因为

它可能需要更多的交换。

尽管效率不高,但由于其简单性,它仍然被广泛用于教育书籍中,例如Cormen 的《算法导论》一书中的快速排序算法。

如果您喜欢此文章,请收藏、点赞、评论,谢谢,祝您快乐每一天。

相关推荐
信奥卷王6 小时前
[GESP202609 六级] 分树规划
算法
夏幻灵6 小时前
LeetCode 21:合并两个有序链表——双指针与哑节点详解
算法·leetcode·链表
码云数智-园园6 小时前
unique_ptr 还是 shared_ptr?C++ 智能指针选型与内存泄漏实战分析
java·开发语言
禾小西7 小时前
07丨Redis 哨兵机制:主库故障后,如何恢复服务?
java·开发语言·redis
我不是阵雨7 小时前
JDK 21虚拟线程Pinning陷阱:一文拔钉解困
java·开发语言
徐小黑ACG7 小时前
Golang 基础05 结构体struct
开发语言·算法·golang
优橙教育7 小时前
零基础学AI应用开发要多久?3个月能到什么水平
服务器·开发语言·网络·php
Navigator_Z8 小时前
LeetCode //C - 1286. Iterator for Combination
c语言·算法·leetcode
SEO_juper8 小时前
用 Python 写一个 GEO 可见性检查脚本:你的网站现在能被 AI 引用吗
开发语言·人工智能·爬虫·python·seo·外贸独立站