一、快速排序的基本实现
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”。
二、快速排序时间复杂度
快速排序的时间复杂度在坏情况下是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,多N次。
1、为什么少是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少是lg(N+1)次。
2、为什么多是N次?这个应该非常简单,还是将快速排序看作一棵二叉树,它的深度大是N。因此,快读排序的遍历次数多是N次。
三、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!
四、代码实现
int i = left + 1 ;
int j = right;
int temp = arr[left];
while(i <= j)
{
while (arr[i] < temp)
{
i++;
}
while (arr[j] > temp )
{
j--;
}
if (i < j)
swap(arr[i++], arr[j--]);
else i++;
}
swap(arr[j], arr[left]);
return j;
}
void quick_sort(int arr[], int left, int right)
{
if (left > right)
return;
int j = partition(arr, left, right);
quick_sort(arr, left, j - 1);
quick_sort(arr, j + 1, right);
}