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  • 快速排序

    快速排序算法编辑快速排序一般指快速排序算法

    快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。
    快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列

    算法介绍编辑

    快排图快排图
    设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
    一趟快速排序的算法是:
    1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
    2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
    3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
    4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
    5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

    2排序演示编辑

    示例

    假设用户输入了如下数组:
    下标
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    数据
    6
    2
    7
    3
    8
    9
    创建变量i=0(指向第一个数据), j=5(指向最后一个数据), k=6(赋值为第一个数据的值)。
    我们要把所有比k小的数移动到k的左面,所以我们可以开始寻找比6小的数,从j开始,从右往左找,不断递减变量j的值,我们找到第一个下标3的数据比6小,于是把数据3移到下标0的位置,把下标0的数据6移到下标3,完成第一次比较:
    下标
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    数据
    3
    2
    7
    6
    8
    9
    i=0 j=3 k=6
    接着,开始第二次比较,这次要变成找比k大的了,而且要从前往后找了。递加变量i,发现下标2的数据是第一个比k大的,于是用下标2的数据7和j指向的下标3的数据的6做交换,数据状态变成下表:
    下标
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    数据
    3
    2
    6
    7
    8
    9
    i=2 j=3 k=6
    称上面两次比较为一个循环。
    接着,再递减变量j,不断重复进行上面的循环比较。
    在本例中,我们进行一次循环,就发现i和j“碰头”了:他们都指向了下标2。于是,第一遍比较结束。得到结果如下,凡是k(=6)左边的数都比它小,凡是k右边的数都比它大:
    下标
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    数据
    3
    2
    6
    7
    8
    9
    如果i和j没有碰头的话,就递加i找大的,还没有,就再递减j找小的,如此反复,不断循环。注意判断和寻找是同时进行的。
    然后,对k两边的数据,再分组分别进行上述的过程,直到不能再分组为止。
    注意:第一遍快速排序不会直接得到最终结果,只会把比k大和比k小的数分到k的两边。为了得到最后结果,需要再次对下标2两边的数组分别执行此步骤,然后再分解数组,直到数组不能再分解为止(只有一个数据),才能得到正确结果。
     1 using System; 
     2     using System.Collections.Generic; 
     3     using System.Linq; 
     4     using System.Text;
     5     namespace test
     6 {
     7     class QuickSort
     8     {
     9         static void Main(string[] args)
    10         {
    11             int[] array = { 49, 38, 65, 97, 76, 13, 27 };
    12             sort(array, 0, array.Length - 1);
    13             Console.ReadLine();
    14         }
    15         /**一次排序单元,完成此方法,key左边都比key小,key右边都比key大。
    16           
    17  
    18 **@param array排序数组 
    19           
    20  
    21 **@param low排序起始位置 
    22           
    23  
    24 **@param high排序结束位置
    25           
    26  
    27 **@return单元排序后的数组 */
    28         private static int sortUnit(int[] array, int low, int high)
    29         {
    30             int key = array[low];
    31             while (low < high)
    32             {
    33                 /*从后向前搜索比key小的值*/
    34                 while (array[high] >= key && high > low)
    35                     --high; 
    36                 /*比key小的放左边*/
    37                 array[low] = array[high];   
    38                 /*从前向后搜索比key大的值,比key大的放右边*/
    39                 while (array[low] <= key && high > low)
    40                     ++low; 
    41                 /*比key大的放右边*/
    42                 array[high] = array[low];
    43             }
    44             /*左边都比key小,右边都比key大。//将key放在游标当前位置。//此时low等于high */
    45             array[low] = key;
    46             foreach (int i in array)
    47             {
    48                 Console.Write("{0}	", i);
    49             }
    50             Console.WriteLine();
    51             return high;
    52         }    
    53         /**快速排序 
    54 *@paramarry 
    55 *@return */
    56         public static void sort(int[] array, int low, int high)
    57         {
    58             if (low >= high)
    59                 return; 
    60             /*完成一次单元排序*/
    61             int index = sortUnit(array, low, high); 
    62             /*对左边单元进行排序*/
    63             sort(array, low, index - 1);
    64             /*对右边单元进行排序*/
    65             sort(array, index + 1, high);
    66         }
    67     }
    68 } 
    View Code
    运行结果:27 38 13 49 76 97 65
    13 27 38 49 76 97 65
      13 27 38 49 65 76 97
    快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列,分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序,从而完成全部数据序列的快速排序,最后把此数据序列变成一个有序的序列,根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程如图6所示:
    初始状态 {49 38 65 97 76 13 27} 进行一次快速排序之后划分为 {27 38 13} 49 {76 97 65} 分别对前后两部分进行快速排序{27 38 13} 经第三步和第四步交换后变成 {13 27 38} 完成排序。{76 97 65} 经第三步和第四步交换后变成 {65 76 97} 完成排序。图示
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