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C語言排序中快速排序的技巧

C語言編程學(xué)習(xí)基地 ? 來源:C語言編程學(xué)習(xí)基地 ? 作者:C語言編程學(xué)習(xí)基地 ? 2021-07-29 15:14 ? 次閱讀

快速排序是由東尼·霍爾所發(fā)展的一種排序算法。在平均狀況下,排序 n 個項目要Ο(n log n)次比較。在最壞狀況下則需要Ο(n2)次比較,但這種狀況并不常見。事實上,快速排序通常明顯比其他Ο(n log n) 算法更快,因為它的內(nèi)部循環(huán)(inner loop)可以在大部分的架構(gòu)上很有效率地被實現(xiàn)出來。

算法步驟:

1 從數(shù)列中挑出一個元素,稱為 “基準(zhǔn)”(pivot)。

2 重新排序數(shù)列,所有元素比基準(zhǔn)值小的擺放在基準(zhǔn)前面,所有元素比基準(zhǔn)值大的擺在基準(zhǔn)的后面(相同的數(shù)可以到任一邊)。在這個分區(qū)退出之后,該基準(zhǔn)就處于數(shù)列的中間位置。這個稱為分區(qū)(partition)操作。

3 遞歸(recursive)的把小于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列和大于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列排序。

遞歸的最底部情形,是數(shù)列的大小是零或一,也就是永遠都已經(jīng)被排序好了。雖然一直遞歸下去,但是這個算法總會退出,因為在每次的迭代(iteration)中,它至少會把一個元素擺到它最后的位置去。

C代碼的實現(xiàn)如下:

613a930c-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

下面開始單步分析,這里用一個數(shù)組的數(shù)據(jù)來分析

6155b786-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

首先將0作為比較的基準(zhǔn),由于右邊所有的數(shù)據(jù)都比0大,所以數(shù)據(jù)不做 移動。接下來將8作為比較基準(zhǔn),從最右邊開始和8比較。此時6比8小,將6移動到8前面,其他數(shù)據(jù)依次后移。

6170fe9c-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

接著在將2和8比較,2比8小,繼續(xù)將2移動到8前面,其他的數(shù)據(jù)依次后移。

618a70ac-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

這樣將8小的數(shù)據(jù)移動到8的前面,比8大的數(shù)據(jù)在8后面保持不變。移動完成后如下:

61a3b332-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

接下來比較的基準(zhǔn)變?yōu)閿?shù)字6,將比6小的數(shù)據(jù)移動到6前面。從最右邊開始查找,找到1比6小,將1移動到6前面。

61bf9af2-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

然后繼續(xù)依次尋找比6小的數(shù)字,移動到6的前面,移動完成后如下:

61d63dde-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

然后比較的基準(zhǔn)變?yōu)閿?shù)字5,從最右邊開始尋找比5小的數(shù)移動到5前面。查找到的數(shù)據(jù)為2。

61f18e0e-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

依次查找其他比5小的數(shù)據(jù),移動完成后如下:

620c66ac-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

到這里可以看到數(shù)據(jù)排序已經(jīng)完成了。整體運行流程如下:

下面測試一下最壞情況下的排序情況

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可以看到最壞情況下排序的次數(shù)并沒有增多,反而感覺還減少了。在看一下最好情況下的排序情況:

62dcc02c-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

最好情況下數(shù)據(jù)也要進行比較9次。

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下來隨機生成一個包含10000個數(shù)字的數(shù)組,測試下執(zhí)行時間。

可以看到對10000個數(shù)字排序需要的時間為120ms。

634a06aa-edfd-11eb-a97a-12bb97331649.png

另外,對現(xiàn)在我們的大多數(shù)朋友來說還是學(xué)編程技術(shù)最重要!栽一棵樹最好的時間是十年前,其次是現(xiàn)在。對于準(zhǔn)備學(xué)習(xí)編程的小伙伴,如果你想更好的提升你的編程核心能力(內(nèi)功)不妨從現(xiàn)在開始!

編輯:jq

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原文標(biāo)題:【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】C語言排序方法——快速排序詳解!

文章出處:【微信號:cyuyanxuexi,微信公眾號:C語言編程學(xué)習(xí)基地】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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