排序算法之快速排序

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主要思想

快速排序主要采用了分治的思想,把一段长区间划分为两段短区间,大于等于x的数放在右边,小于等于x的数放在左边。在不断递归处理剩下的短区间,直至整段整个区间都是有序的。

注意:x在处理每段区间时,都是不一样的

快排主要分为三大步骤

第一步:确定分界点,这里可以取任意的数,一般我们选取q[l] q[l+r>>1] q[r]作为分界点

第二步:调整范围,这也是最核心的一步,大于等于x的数放在右边,小于等于x的数放在左边

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第三步:递归处理左右两段区间

处理两段区间的不同方法

要让区间左边都满足<=x,右边满足>=x,可以有两种做法:

法一:

开辟两个数组空间a[],b[],然后小于等于x的数都放在a数组里面,同理,大于x的数都放在b数组里面,最后在依次把a,b里面的数放进q中,从而达到调整范围的目的。

法二:

定义两个变量i,j,使其分别指向数组中的第一个数和最后一个数;i一直往右走,直到i指向的数不满足<x;j一直往左走,直到j指向的数不满足>x;此时调换i和j指向的数字,交换完之后i,j往中间移动一位;一直重复以上步骤,直到i>j;

相对法一来说法二空间复杂度更低,且效率更高,相对来说比较优雅;

题目演示

题目信息

给定你一个长度为 n 的整数数列。

请你使用快速排序对这个数列按照从小到大进行排序。

并将排好序的数列按顺序输出。

输入格式

输入共两行,第一行包含整数 n。

第二行包含 n 个整数(所有整数均在 1∼1091∼109 范围内),表示整个数列。

输出格式

输出共一行,包含 n 个整数,表示排好序的数列。

数据范围

1≤n≤1000001≤n≤100000

输入样例:

5
3 1 2 4 5

输出样例:

1 2 3 4 5

代码展示

#include<iostream>
using namespace std;
const int N=100010;
int q[N];
void quick_sort(int q[],int l,int r){
    
    if(l>=r) return;
    
    int x=q[l+r>>1],i=l-1,j=r+1;// 处理偏移量
    while(i<j){
        do i++;while(q[i]<x);
        do j--;while(q[j]>x);
        if(i<j) swap(q[i],q[j]);
        
    }
    quick_sort(q,l,j);
    quick_sort(q,j+1,r);
}
int main(){
    
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) scanf("%d",&q[i]);
    quick_sort(q,0,n-1);
    for(int j=0;j<n;j++) printf("%d ",q[j]);
}