《算法導論》學習總結 — 6.第七章快速排序

時間 2019-12-18

原文原文鏈接

其實這一篇我老早就寫過了，只不過最近在總結《算法導論》，而第七章就是快速排序，我當初總結的快排也是根據算法導論來的，爲了方便你們閱讀，我在這裏把曾經寫過的從新再貼一遍。php

前幾天寫過一個堆排序的文章(http://www.wutianqi.com/?p=1820)，裏面謝了不少講解和代碼註釋，我的感受快速排序不是很難，因此不想寫講解，也不須要寫註釋，你們若是不明白什麼是快速排序，能夠去看下文章最後我推薦的幾個連接。html

我查過網上不少關於快排的文章和代碼，可是基本都是最原始的快排，即霍爾(Hoare)快排。想必你們也沒有注意這些，我準備把霍爾快排，算法導論上的快排和隨機化快排的代碼一塊兒發出來，供你們對比與學習，歡迎你們和我探討(Blog: www.WuTianqi.com)。java

代碼一.霍爾快排：ios

/*
 * Author: Tanky Woo
 * Blog:   www.WuTianQi.com
 * Note:   快速排序版本1 --- Hoare-Partition
 */
 
#include <iostream>
using namespace std;
 
int num;
 
void swap(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
 
void PrintArray(int *arr)
{
	for(int i=1; i<=num; ++i)
		cout << arr[i] << " ";
	cout << endl;
}
 
int Partition1(int *arr, int beg, int end)
{
	int low = beg, high = end;
	int sentinel = arr[beg];
	while(low < high)
	{
		while(low<high && arr[high]>=sentinel)
			--high;
		arr[low] = arr[high];
		while(low<high && arr[low]<=sentinel)
			++low;
		arr[high] = arr[low];
	}
	arr[low] = sentinel;
 
	cout << "排序過程:";
	PrintArray(arr);
	return low;
}
 
void QuickSort(int *arr, int beg, int end)
{
	if(beg < end)
	{
		int pivot = Partition1(arr, beg, end);
		QuickSort(arr, beg, pivot-1);
		QuickSort(arr, pivot+1, end);
	}
}
 
int main()
{
	int arr[100];
	cout << "Input the num of the elements:\n";
	cin >> num;
	cout << "Input the elements:\n";
	for(int i=1; i<=num; ++i)
		cin >> arr[i];
	QuickSort(arr, 1, num);
	cout << "最後結果:";
	PrintArray(arr);
	return 0;
}

代碼二.《算法導論》裏講的快排：web

/*
 * Author: Tanky Woo
 * Blog:   www.WuTianQi.com
 * Note:   快速排序版本2---《算法導論》
 */
 
#include <iostream>
using namespace std;
 
int num;
 
void swap(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
 
void PrintArray(int *arr)
{
	for(int i=1; i<=num; ++i)
		cout << arr[i] << " ";
	cout << endl;
}
 
int Partition2(int *arr, int beg, int end)
{
	int sentinel = arr[end];
	int i = beg-1;
	for(int j=beg; j<=end-1; ++j)
	{
		if(arr[j] <= sentinel)
		{
			i++;
			swap(arr[i], arr[j]);
		}
	}
	swap(arr[i+1], arr[end]);
 
	cout << "排序過程:";
	PrintArray(arr);
	return i+1;
}
 
void QuickSort(int *arr, int beg, int end)
{
	if(beg < end)
	{
		int pivot = Partition2(arr, beg, end);
		QuickSort(arr, beg, pivot-1);
		QuickSort(arr, pivot+1, end);
	}
}
 
int main()
{
	int arr[100];
	cout << "Input the num of the elements:\n";
	cin >> num;
	cout << "Input the elements:\n";
	for(int i=1; i<=num; ++i)
		cin >> arr[i];
	QuickSort(arr, 1, num);
	cout << "最後結果:";
	PrintArray(arr);
	return 0;
}

代碼三.隨機快排：算法

/*
 * Author: Tanky Woo
 * Blog:   www.WuTianQi.com
 * Note:   快速排序版本3 --- 隨機化版本
 * 解決待排序元素相差很大的狀況
 */
 
 
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
 
int num;
 
void swap(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
 
void PrintArray(int *arr)
{
	for(int i=1; i<=num; ++i)
		cout << arr[i] << " ";
	cout << endl;
}
 
int Partition3(int *arr, int beg, int end)
{
	int sentinel = arr[end];
	int i = beg-1;
	for(int j=beg; j<=end-1; ++j)
	{
		if(arr[j] <= sentinel)
		{
			i++;
			swap(arr[i], arr[j]);
		}
	}
	swap(arr[i+1], arr[end]);
 
	cout << "排序過程:";
	PrintArray(arr);
	return i+1;
}
 
int RandomPartition(int *arr, int beg, int end)
{
	int i = beg + rand() % (end-beg+1);
	swap(arr[i], arr[end]);
	return Partition3(arr, beg, end);
}
 
 
void RandomQuickSort(int *arr, int beg, int end)
{
	if(beg < end)
	{
		int pivot = RandomPartition(arr, beg, end);
		RandomQuickSort(arr, beg, pivot-1);
		RandomQuickSort(arr, pivot+1, end);
	}
}
 
int main()
{
	int arr[100];
	cout << "Input the num of the elements:\n";
	cin >> num;
	cout << "Input the elements:\n";
	for(int i=1; i<=num; ++i)
		cin >> arr[i];
	RandomQuickSort(arr, 1, num);
	cout << "最後結果:";
	PrintArray(arr);
	return 0;
}