快速排序的基本实现
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快速排序算法是一种基于交换的高效的排序算法,它采用了分治法的思想:
1、从数列中取出一个数作为基准数(枢轴,pivot)。
2、将数组进行划分(partition),将比基准数大的元素都移至枢轴右边,将小于等于基准数的元素都移至枢轴左边。
3、再对左右的子区间重复第二步的划分操作,直至每个子区间只有一个元素。
快排最重要的一步就是划分了。划分的过程用通俗的语言讲就是“挖坑”和“填坑”。
快速排序时间复杂度
快速排序的时间复杂度在最坏情况下是O(N2),平均的时间复杂度是O(N*lgN)。
这句话很好理解:假设被排序的数列中有N个数。遍历一次的时间复杂度是O(N),需要遍历多少次呢?至少lg(N+1)次,最多N次。
(01) 为什么最少是lg(N+1)次?快速排序是采用的分治法进行遍历的,我们将它看作一棵二叉树,它需要遍历的次数就是二叉树的深度,而根据完全二叉树的定义,它的深度至少是lg(N+1)。
因此,快速排序的遍历次数最少是lg(N+1)次。
(02) 为什么最多是N次?这个应该非常简单,还是将快速排序看作一棵二叉树,它的深度最大是N。因此,快读排序的遍历次数最多是N次。
快速排序稳定性
快速排序是不稳定的算法,它不满足稳定算法的定义。
算法稳定性 -- 假设在数列中存在a[i]=a[j],若在排序之前,a[i]在a[j]前面;并且排序之后,a[i]仍然在a[j]前面。则这个排序算法是稳定的!
快速排序 实现一:
1 int partition(int arr[],int left,int right){//找基准数划分 2 int i=left+1; 3 int j=right; 4 int temp=arr[left]; 5 while(i<=j){ 6 while(arr[i]<temp){ 7 i++; 8 } 9 while(arr[j]>temp){ 10 j--; 11 } 12 if(i<j) 13 swap(arr[i++],arr[j--]); 14 else i++; 15 } 16 swap(arr[j],arr[left]); 17 return j; 18 } 19 void quick_sort(int arr[],int left,int right){ 20 if(left>right) 21 return; 22 int j=partition(arr,left,right); 23 quick_sort(arr,left,j-1); 24 quick_sort(arr,j+1,right); 25 }