排序算法学习-快速排序

一.快排简介

快排也叫Quicksort，一般在用快排算法时，都是用的Quicksort当函数名，在c++的algorithm头文件中是自带了排序函数sort()的，用的就是有一定优化的快排算法，那么既然c++可以直接用快排，那为什么我们还要学习呢，因为学习的是思维，是为了我们在学习其他编程语言时也可以用上快排算法，那么我们开始进入正文。

二.快排实现过程

先给大家讲一下c++ sort函数的使用吧。

sort(b+0,b+3);//b是数组名，b+0,b+3是从0到3这个范围进行排序，不包括3,默认是升序
              //如果想是升序，那么可以看看底下给出的函数，可以自己定义升序还是降序

        1）关键数key。快排的实现，首先，你需要一个用于比较的数，我们排序都需要一个参考数来比较谁大谁小，快排也是一样的，我们需要一个关键数Key，一般这个数可以取待排序列的第一个数a[0]。

        2)   从右（end）到左 (sta) 找比key小的数。进行排序的时候，我们最终需要的是，比key大的数都在key的右边，比key小的数都在key的左边，第一次我们从右到左找比key大的数，然后二者交换位置，然后end--。

        3）从左 (sta) 到右 (end) 找比key大的数。同2)的原理，找到以后交换位置，然后sta++。

        4）那么排序什么时候结束呢？就是在sta>=end的时候就结束排序，sta的开始位置是0，end则是待排序列末尾。

        5）那么真的结束了吗？不，这只是第一轮排序结束了，我们结束了第一轮排序以后，key此时的位置是在待排序列中间，以key为界限，我们把待排序列分为两组。分别进行1）,2）,3）的操作，直到最后无法在分了，那么这时候才是排序真正结束的时候，理论是这样的，那么我们看看代码怎么实现的吧

//平均时间复杂度n*logn
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <algorithm>

using namespace std;

struct node{
    int non;
    int x;
    int y;
    int size;
};

node c[1000];//结构体数组

//进行排序重载
bool cmp(node x,node y){
    return x.non>y.non;  
}

bool cmp1(node x1,node y1){
    return x1.non<y1.non;
}


void Quick_Sort(int a[],int sta,int end);//快排函数，待排数组，开始位置，结束位置
void Print_array(int a[],int len);//打印排序后的数组
void Print_structral_body();//打印结构体数组

int main(){
    int a[1000];
    int n;
    cin >> n;//输入待排数量
    int i;
    //开始输入数组
    for(i=0;i<n;i++){
        cin >> a[i];
    }
    for(i=0;i<n;i++){
        cin >> c[i].non >> c[i].x >> c[i].y;
        c[i].size=n;
    }
    Quick_Sort(a,0,n-1);//进行快排
    Print_array(a,n);//打印数组
    sort(c,c+c->size,cmp);//降序
    Print_structral_body();//打印结构体数组
    sort(c,c+c->size,cmp1);//升序
    Print_structral_body();//结构体数组
    system("pause");
    return 0;
}

//打印函数
void Print_array(int a[],int len){
    int i;
    for(i=0;i<len;i++){
        cout << a[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

//打印排序好以后的结构体数组
void Print_structral_body(){
    int i;
    string s="编号:";
    for(i=0;i<c[i].size;i++){
        cout << s << c[i].non << " " << c[i].x << " " << c[i].y << endl;
    }
    cout << endl;
}


void Quick_Sort(int a[],int sta,int end){
    //结束条件
    //当开始位置大于等于结束位置时，快排结束
    while(sta>=end){
        return;
    }
    int k;//设置关键变量
    //用三者取中法对极端数据进行优化，避免退化成冒泡排序
    int b[3];
    b[0]=a[sta];
    b[1]=a[(sta+end)/2];
    b[2]=a[end];
    sort(b+0,b+3);//sort函数是algorithm头文件里面的函数，里面就是快排算法，但是没有经过优化，遇到极端数据退化成冒泡排序
    k=b[1];
    int i=sta;
    int j=end;
    while(i!=j){
        //当i小于等于j，并且a[j]比k大时，可以继续寻找右边比k要小的数
        while(i<j&&a[j]>=k){
            j--;
        }
        //找到以后将关键词k所在位置数与a[j]交换，此时k就等于a[i]
        swap(a[i],a[j]);
        //然后从左边开始找比k要大的数进行交换，此时k就是a[j]
        while(i<j&&a[i]<=k){
            i++;
        }
        //找到以后进行值的交换
        swap(a[i],a[j]);
    }
    //当跳出循环时，说明第一次排序已经结束，那么要将数组以mid为终点，开始进行拆??
    //此时mid就是i，因为最后k所在位置就是a[i]
    Quick_Sort(a,sta,i-1);//前半部分进行快排
    Quick_Sort(a,i+1,end);//后半部分进行快排
}

三.代码简单解释

代码用的c++写的，大部分都有注释帮助大家理解，代码实现了普通待排数组的实现，还有结构体排序的实现，结构体排序的话不能直接用，需要大家进行一个函数定义，来进行降序，还是升序的排列，或者是以某一个数据为基准进行排列

函数代码

//进行排序重载
bool cmp(node x,node y){
    return x.non>y.non;  //以编号为准降序
}

bool cmp1(node x1,node y1){
    return x1.non<y1.non;//以编号为准，升序
}

四.一些优化算法的方法

快排的话，如果确定了数据比较小，那么可以直接用插入排序来实现，此时插入排序是要更快的，第二种的话就是在取关键词上面下手，使用三者取中法，key取a[sta],a[(sta+end)/2],a[end]中，中间那个数的值。

好了，学习笔记大概就到这里，希望对大家有帮助

最后

以上就是时尚心锁为你收集整理的排序算法学习-快速排序的全部内容，希望文章能够帮你解决排序算法学习-快速排序所遇到的程序开发问题。

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