• 快排的非递归算法



    算法之非递归的快速排序

     (2010-12-11 20:32:40)
    标签: 

    算法

     

    快速排序

     

    非递归

     

    递归

    分类: 技术总结
            /// <summary>
            /// 非递归快速排序
            /// 核心思想:将每次分治的两个序列的高位和低位入栈
            /// 每次都从栈中获取一对高位和低位,分别处理。
            /// 处理过程是:选取高位作为基准位置,从低位开始向
            /// 高位遍历,如果比基准元素小,那么和第i个交换,如
            /// 果有交换,那么i++,等一遍遍历完成后,如果i的位置
            /// 不等于基准位置,那么所选的基准位置的值不是最大的
            /// 而这时候i的位置之前的元素都比基准值小,那么i的位置
            /// 应该是基准值,将i所在位置的值和基准位置进行交换。
            /// 这时候,在i的左右就将序列分成两部分了,一部分比i所
            /// 在位置值小,一部分比i所在位置值大的,然后再次将前
            /// 面一部分和后面一部分的高位和低位分别入栈,再次选
            /// 择基准位置,直到所选择的区间大小小于2,就可以不用
            /// 入栈了。
            /// </summary>
            /// <param name="ary">要排序的数组</param>
            public void NonrecursiveQuickSort(int[] ary)
            {
                //如果数组中只有1一个元素或空数组,那就没必要排序了。
                if (ary.Length<2)
                {
                    return;
                }
                //数组栈:记录着高位和低位的值
                int[,] stack = new int[2,ary.Length];
                //栈顶部位置
                int top = 0;
                //低位,高位,循环变量,基准点
                //将数组的高位和低位位置入栈
                stack[1, top] = ary.Length-1;
                stack[0, top] = 0;
                top++;
                //要是栈顶不空,那么继续
                while (top != 0)
                {
                    //将高位和低位出栈
                    //低位:排序开始的位置
                    top--;
                    int low = stack[0,top];
                    //高位:排序结束的位置
                    int high = stack[1,top];
                    //将高位作为基准位置
                    //基准位置
                    int pivot = high;
                    int i = low;
                    for (int j = low; j < high; j++)
                    {
                        //如果某个元素小于基准位置上的值
                        //那么将其和第i位交换,交换完成后
                        //将低位也就是i前进一位,也就是一
                        //轮循环下来以后,比基准位小的都
                        //到前面去了,如果这次选的基准位
                        //就是最大值,那么i最后应该和基准
                        //位重合,如果不重合,那么基准位
                        //应该就不是最大值,因为此时在i之
                        //前的数据都是比基准位的值还小的
                        //那么将基准位的值放到i所在的地方
                        if (ary[j] <= ary[pivot])
                        {
                            int temp = ary[j];
                            ary[j] = ary[i];
                            ary[i] = temp;
                            i++;
                        }
                    }
                    //如果i不是基准位,那么基准位选的就不是最大值
                    //而i的前面放的都是比基准位小的值,那么基准位
                    //的值应该放到i所在的位置上
                    if (i != pivot)
                    {
                        int temp = ary[i];
                        ary[i] = ary[pivot];
                        ary[pivot] = temp;
                    }
                    //下面这一段是保存现场的,一轮下来可能保存4个值,其实就是两个高位,两个低位
                    //当i-low小于等于1的时候,就不往栈中放了,这就是外层while循环能结束的原因
                    //如果从低位到i之间的元素个数多于一个,那么需要再次排序
                    if (i - low > 1)
                    {
                        //此时不排i的原因是i位置上的元素已经确定了,i前面的都是比i小的,i后面的都是比i大的
                        //所以此处i-1
                        //存高位
                        stack[1,top] = i - 1;
                        //存低位
                        stack[0,top] = low;
                        top++;
                    }
                    //当high-i小于等于1的时候,就不往栈中放了,这就是外层while循环能结束的原因
                    //如果从i到高位之间的元素个数多于一个,那么需要再次排序
                    if (high - i > 1)
                    {
                        //此时不排i的原因是i位置上的元素已经确定了,i前面的都是比i小的,i后面的都是比i大的
                        //存高位
                        stack[1,top] = high;
                        //所以此处i+1
                        //存低位
                        stack[0,top] = i + 1;
                        top++;
                    }
                }
            }
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