快速排序 - 一個蘿蔔一個坑

快速排序 - 一個蘿蔔一個坑

• 快速排序算法的通俗理解

  quick_sort簡單來說就是一種用到遞歸的分治算法，每一個遞歸基就是採用拔蘿蔔填坑的思想。假設有一排大小不同的蘿蔔，我們想要把蘿蔔從小到大挖坑進行排列，蘿蔔太多直接對比壓根看不過來，小白兔手上只能一手拿一個蘿蔔進行對比，我們需要先拔出一個蘿蔔作爲參照物，具體對比步驟如下

  • ①拔出一個蘿蔔作爲參照物，具體第幾個隨意，爲了方便我們拔出第一個，此時留出一個坑。

  • ②從後面往前面對比，發現比手上蘿蔔大的就跳過(因爲是從小到大排列，大蘿蔔肯定在後面)，比手上蘿蔔小的放到左邊參照物的坑裏，此時右邊留個坑

  • ③再從前往後對比，發現比手上蘿蔔小的就跳過(小蘿蔔放前面)，比手上蘿蔔大的放到右邊留下的坑裏。

  • ④重複上面②③步驟，直至從前往後和從後往前對比的蘿蔔剛好是同一個，把參照物蘿蔔埋入這個坑裏，這時在這個坑左邊的蘿蔔都比參照物左邊的小，在這個坑右邊的蘿蔔都比參照物蘿蔔大。

  • ⑤遞歸調用，把參照物蘿蔔左邊和右邊的蘿蔔當做一堆新蘿蔔，進行上述①②③④的填坑，只到一堆蘿蔔只有一個，這樣蘿蔔便按順序從小到大排列了。

• 快速排序算法的優劣性

  • 優點：快速排序是平均性能最好的算法，其時間複雜度爲O(nlogn)。

  • 缺點：

    • 快速排序雖然只用到了一個元素的輔助空間，但是其採用的是遞歸的思想，需要通過不斷的壓棧來進行遞歸。

    • 快速排序屬於不穩定排序（不穩定排序即排序時如果兩個元素大小相等，但是仍將它們交換的排序方法）。

  • 常見排序的時間複雜度

• 快速排序的代碼實現

  #include <stdio.h>
  
  void quick_sort(int *buffer, int left,int right)//quick_sort function define
  {
  	int i = left, j = right;
  	int template_value = buffer[left];//選出第一個蘿蔔爲參照物蘿蔔
  
  	if(left<right)//先判斷蘿蔔堆是不是隻有一個蘿蔔
  	{
  		while(i<j)//判斷蘿蔔堆從左到右和從右到左比較到同一個蘿蔔則比較完
  		{
  			while(template_value<buffer[j]&&i<j)//從後往前比參照物蘿蔔大的跳過
  				j--;
  			if(i<j)//從後往前比參照物蘿蔔小的放到前面坑裏
  				buffer[i++] = buffer[j];
  
  			while(template_value>buffer[i]&&i<j)//從前往後比參照物蘿蔔小的跳過
  				i++;
  			if(i<j)//從前往後比參照物蘿蔔大的放到後面坑裏
  				buffer[j++] = buffer[i];
  		}
  		buffer[i] = template_value;//把參照物蘿蔔填到最後一個坑裏
  		quick_sort(buffer,left,i-1);//將參照物蘿蔔左邊當做一個新蘿蔔堆遞歸調用
  		quick_sort(buffer,i+1,right);//將參照物蘿蔔右邊當做一個新蘿蔔堆遞歸調用
  	}
  
  }
  
  int main(int *args, char *argv[])
  {
  	int a[10]={9,7,11,2,5,7,59,62,13,0};
  	int i = 0;
  
  	quick_sort(a,0,9);
  	for(i=0;i<10;i++)
  	{
  		printf("%5d", a[i]);
  	}
  	printf("\n", a[i]);
  
  	return 0;
  }

• 測試結果：