【模板小程序】快速排序算法实现（递归+非递归）

快速排序一定要会默写！

递归版

/*
本程序说明：

递归方法参见《大话数据结构》

*/
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;


void print(const vector<int>& array)
{
    for(auto val:array)
        cout<<val<<" ";
    cout<<endl;
}

/*********************快速排序的划分写法1**********************/
int partition1(vector<int>& array,int low, int high)
{
    int pivot_value=array[low];//取当前区段第一个元素为枢轴
    while(low < high)
    {
        while(low<high && array[high]>=pivot_value)
            --high;
        swap(array[low],array[high]);
        while(low<high && array[low]<=pivot_value)
            ++low;
        swap(array[low],array[high]);
    }
    return low;
}
/*************************************************************/
/**********快速排序的划分写法2:优化了不必要的交换***************/
int partition2(vector<int> &array, int low, int high)
{    
    int pivot_value = array[low];//备份枢轴值
    while(low < high){
        while(low < high && array[high] >= pivot_value){
            --high;
        }
        array[low] = array[high];
        while(low < high && array[low] <= pivot_value){
            ++low;
        }
        array[high] = array[low];
    }
    array[low] = pivot_value;
    
    return low;
}
/*************************************************************/

/************************常规递归方法*************************/
void _qsort(vector<int>& array,int low, int high)
{
    int pivot_index;
    if(low < high)
    {
        pivot_index=partition2(array,low,high);
        _qsort(array,low,pivot_index-1);
        _qsort(array,pivot_index+1,high);
    }
}
/*************************************************************/
/*************************尾递归方法**************************/
void _qsort_tail(vector<int>& array,int low, int high)
{
    int pivot_index;
    while(low < high)
    {
        pivot_index=partition2(array,low,high);
        _qsort_tail(array,low,pivot_index-1);
        low=pivot_index+1;//这里改成while,下一步partition2相当于_qsort_tail(array,pivot_index+1,high);
    }
}
/*************************************************************/

//递归排序入口函数
void qsort(vector<int>& array)
{
    if(array.empty())
        return;
    //_qsort(array,0,array.size()-1);
    _qsort_tail(array,0,array.size()-1);
}

int main()
{
    vector<int> array{5,2,7,1,8,-3,4,9,-7,0,88,999,-876,34567,-9876543};
    cout<<"before_qsort: ";print(array);
    qsort(array);
    cout<<"after_qsort: ";print(array);
    return 0;
}

参考链接：http://www.cnblogs.com/cj723/archive/2011/04/27/2029993.html

非递归版

/*
本程序说明：

非递归方法利用了栈

*/
#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
using namespace std;


void print(const vector<int>& array)
{
    for(auto val:array)
        cout<<val<<" ";
    cout<<endl;
}

/*********************快速排序的划分写法1**********************/
int partition1(vector<int>& array,int low, int high)
{
    int pivot_value=array[low];//取当前区段第一个元素为枢轴
    while(low < high)
    {
        while(low<high && array[high]>=pivot_value)
            --high;
        swap(array[low],array[high]);
        while(low<high && array[low]<=pivot_value)
            ++low;
        swap(array[low],array[high]);
    }
    return low;
}
/*************************************************************/
/**********快速排序的划分写法2:优化了不必要的交换***************/
int partition2(vector<int>& array, int low, int high)
{ 
    int pivot_value = array[low];//备份枢轴值
    while(low < high){
        while(low < high && array[high] >= pivot_value){
            --high;
        }
        array[low] = array[high];
        while(low < high && array[low] <= pivot_value){
            ++low;
        }
        array[high] = array[low];
    }
    array[low] = pivot_value;
    
    return low;
}
/*************************************************************/
//辅助函数
void _qsort_norec(vector<int>& array,int low, int high)
{
    stack<int> temp;
    temp.push(high);
    temp.push(low);
    while(!temp.empty())
    {
        low=temp.top();temp.pop();
        high=temp.top();temp.pop();
        
        if(low<high)
        {
            int pivot_index=partition2(array,low,high);
            if(pivot_index>low)
            {
                temp.push(pivot_index-1);
                temp.push(low);
            }
            if(high>pivot_index)
            {
                temp.push(high);
                temp.push(pivot_index+1);
            }
        }
    }
}
//非递归排序入口函数
void qsort_norec(vector<int>& array)
{
    if(array.empty())
        return;
    _qsort_norec(array,0,array.size()-1);
}

int main()
{
    vector<int> array{5,2,7,1,8,-3,4,9,-7,0,88,999,-876,34567,-9876543};
    cout<<"before_qsort: ";print(array);
    qsort_norec(array);
    cout<<"after_qsort: ";print(array);
    return 0;
}