C語言實現快速排序

這篇文章主要爲大家詳細介紹了C語言實現快速排序算法，具有一定的參考價值，感興趣的小夥伴們可以參考一下

快速排序算法是一種分治排序算法.它將數組劃分爲兩個部分,然後分別對兩個部分進行排序.我們將看到,劃分的準確位置取決於輸入數組中元素的初始位置.關鍵在於劃分過程,它重排數組,使得以下三個條件成立:(i)對於某個i,a[i]在最終位置上 (ii)a[left],...,a[i-1]中的元素都比a[i]小 (iii)a[i+1],...a[right]中的元素都比a[i]大.我們通過劃分來完成排序,然後遞歸地應用該方法處理子數組.

我們使用一般策略來實現劃分.首先,我們任選一個a[right]作爲劃分元素,這個元素劃分後將在最終的位置上.然後,從數組的左端開始掃描,直到找到一個大於劃分元素的元素;再從數組的右端開始掃描,直到找到一個小於劃分元素的元素.使掃描停止的兩個元素,顯然在最終劃分的數組中的位置相反,於是交換這兩個元素.繼續這一過程,我們就可以保證數組中位於左側指針左側的元素都比劃分元素小,位於右側指針右側的元素都比劃分元素大.

劃分時,變量temp保存了劃分元素a[right]所在的位置,i和j分別是左掃描指針和右掃描指針.劃分循環使得i增加j減小,while保持一個不變的性質-i左側沒有元素比temp大,j右側沒有元素比temp小.一旦兩個指針相遇,我們就交換a[i]和a[right],即將v賦給a[i],這樣v左側的元素都小於等於v,v右側的元素都大於等於v,結束了劃分過程.劃分循環是一個不確定的循環,當兩個指針相遇時,就通過break語句結束,測試j=left用來防止劃分元素是數組中最小的元素.

快速排序的遞歸算法

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <queue>
#include <malloc.h>
using namespace std;
#define OK 1
#define ERROR -1
#define TRUE 1
#define FALSE 0
typedef int Status;
//輸出函數
void Print(int a[], int l, int r)
{
 int i;
 for(i = l; i <= r; i++)
 {
  printf("%d ", a[i]);
 }
 printf("\n");
}
//劃分函數
int partion(int a[], int left, int right)
{
 //取最右邊的元素作劃分元素
 int temp = a[right];
 //記錄 i = left, j = right
 int i = left, j = right-1;
 //循環直到左右指針相遇
 while(true)
 {
  //從左邊開始掃描,當出現比劃分元素大的元素,掃描停止
  while(temp > a[i])
  {
   i++;
  }
  //從右邊進行掃描,當出現比劃分元素小的元素,掃描停止
  while(temp < a[j] && j >= left)
  {
   j--;
  }
  //如果 i >= j, 循環截止,下面的交換不執行
  if(i >= j) break;
  //交換停止時的元素
  swap(a[i], a[j]);
 }
 //交換該元素與劃分元素
 swap(a[i], a[right]);
 Print(a, 0, 6);
 //printf("i = %d", i);
 //劃分過程結束
 return i;
}
//快速排序
void qsort(int a[], int left, int right)
{
 //排序完成,循環截止
 if(right <= left)
  return;
 //做劃分
 int i = partion(a, left, right);
 //對左部分排序
 if(left < (i-1))
  printf("對%d~%d排序\n", left, i-1), qsort(a, left, i-1);
 //對右部分排序
 if(right > (i+1))
  printf("對%d~%d排序\n", i+1, right), qsort(a, i+1, right);
}
int main()
{
 int a[7] = {2, 5, 3, 7, 6, 1, 4};
 //快速排序
 printf("對0~6排序\n");
 qsort(a, 0, 6);
 Print(a, 0, 6);
 return 0;
}

非遞歸快速排序

快速排序的非遞歸實現使用了一個顯式的下推棧,使用向棧中壓入參數和過程調用/退出不斷地從棧中彈出參數來替代遞歸調用,這個過程繼續直到棧爲空.我們把兩個子數組中的較大者壓入棧中來確保最大棧的深度爲lgN,如果對N個元素進行排序.

void qsort(int a[], int left, int right)
{
 int i;
 //定義棧s
 stack<int> s;
 //先判斷棧是否爲空
 while(!s.empty())
 {
  //若棧不爲空,將棧中元素移出
  s.pop();
 }
 //將right入棧
 s.push(right);
 //將left入棧
 s.push(left);
 //while循環,當棧爲空時,循環結束
 while(!s.empty())
 {
  //元素left出棧
  left = s.top(), s.pop();
  //元素right出棧
  right = s.top(), s.pop();
  //判斷left與right的關係,如果left>=right,continue
  if(left >= right)
  {
   continue;
  }
  //作劃分
  i = partion(a, left, right);
  //比較兩個子數組的大小
  //將子數組中的較大者壓入棧
  if((i-1-left) > (right-i-1))
  {
   s.push(i-1);
   s.push(left);
   s.push(i+1);
   s.push(right);
  }
  else
  {
   s.push(i+1);
   s.push(right);
   s.push(i-1);
   s.push(left);
  }
 }
}

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持神馬文庫。