用C++實現快速排序

快速排序的基本思想是：通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分，其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小，然後再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序，整個排序過程可以遞歸進行，以此達到整個數據變成有序序列。

快速排序是一種不穩定的排序算法，也就是說，多個相同的值的相對位置也許會在算法結束時產生變動

快速排序是C.R.A.Hoare於1962年提出的一種劃分交換排序。它採用了一種分治的策略，通常稱其爲分治法(Divide-and-ConquerMethod)。

該方法的基本思想是：

1．先從數列中取出一個數作爲基準數。

2．分區過程，將比這個數大的數全放到它的右邊，小於或等於它的數全放到它的左邊。

3．再對左右區間重複第二步，直到各區間只有一個數。

  

以一個數組作爲示例，取區間第一個數爲基準數。

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
72	6	57	88	60	42	83	73	48	85

初始時，i = 0;  j =9;   X = a[i] = 72

由於已經將a[0]中的數保存到X中，可以理解成在數組a[0]上挖了個坑，可以將其它數據填充到這來。

從j開始向前找一個比X小或等於X的數。當j=8，符合條件，將a[8]挖出再填到上一個坑a[0]中。a[0]=a[8];i++; 這樣一個坑a[0]就被搞定了，但又形成了一個新坑a[8]，這怎麼辦了？簡單，再找數字來填a[8]這個坑。這次從i開始向後找一個大於X的數，當i=3，符合條件，將a[3]挖出再填到上一個坑中a[8]=a[3];j--;

 

數組變爲：

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
48	6	57	88	60	42	83	73	88	85

 i = 3;   j =7;   X=72

再重複上面的步驟，先從後向前找，再從前向後找。

從j開始向前找，當j=5，符合條件，將a[5]挖出填到上一個坑中，a[3] = a[5]; i++;

從i開始向後找，當i=5時，由於i==j退出。

此時，i = j = 5，而a[5]剛好又是上次挖的坑，因此將X填入a[5]。

 

數組變爲：

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
48	6	57	42	60	72	83	73	88	85

可以看出a[5]前面的數字都小於它，a[5]後面的數字都大於它。因此再對a[0…4]和a[6…9]這二個子區間重複上述步驟就可以了。

 

 

對挖坑填數進行總結

1．i =L; j = R; 將基準數挖出形成第一個坑a[i]。

2．j--由後向前找比它小的數，找到後挖出此數填前一個坑a[i]中。

3．i++由前向後找比它大的數，找到後也挖出此數填到前一個坑a[j]中。

4．再重複執行2，3二步，直到i==j，將基準數填入a[i]中。

代碼如下：

#include<iostream>
using namespace std;
void quickSort(int a[],int,int);
int main()
{
    int array[]={34,65,12,43,67,5,78,10,3,70},k;
    int len=sizeof(array)/sizeof(int);
    cout<<"The orginal arrayare:"<<endl;
    for(k=0;k<len;k++)
        cout<<array[k]<<",";
    cout<<endl;
    quickSort(array,0,len-1);
    cout<<"The sorted arrayare:"<<endl;
    for(k=0;k<len;k++)
        cout<<array[k]<<",";
    cout<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

void quickSort(int s[], int l, int r)
{
    if (l< r)
    {
        int i = l, j = r, x = s[l];
        while (i < j)
        {
            while(i < j && s[j]>= x) // 從右向左找第一個小於x的數
                j--;
            if(i < j)
                s[i++] = s[j];
            while(i < j && s[i]< x) // 從左向右找第一個大於等於x的數
                i++;
            if(i < j)
                s[j--] = s[i];
        }
        s[i] = x;
        quickSort(s, l, i - 1); // 遞歸調用
        quickSort(s, i + 1, r);
    }
}