数据结构和算法-快速排序

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📜 数据结构和算法-快速排序

📅 最后修改于: 2021-01-11 10:24:10 🧑 作者: Mango

快速排序是一种高效的排序算法，它基于将数据数组划分为较小的数组。一个大数组被划分为两个数组，其中一个数组的值小于指定值(例如，枢轴)，基于该数组进行分区，另一个数组的值大于该枢轴值。

Quicksort对数组进行分区，然后递归调用两次以对两个结果子数组进行排序。该算法对于大型数据集非常有效，因为其平均和最坏情况下的复杂度分别为O(nLogn)和image.png(n ² )。

快速排序分区

下面的动画表示法说明了如何在数组中查找枢轴值。

快速排序分区动画

枢轴值将列表分为两部分。递归地，我们找到每个子列表的枢纽，直到所有列表仅包含一个元素。

快速排序枢轴算法

基于对快速分区的理解，我们现在尝试为它编写一个算法，如下所示。

Step 1 − Choose the highest index value has pivot
Step 2 − Take two variables to point left and right of the list excluding pivot
Step 3 − left points to the low index
Step 4 − right points to the high
Step 5 − while value at left is less than pivot move right
Step 6 − while value at right is greater than pivot move left
Step 7 − if both step 5 and step 6 does not match swap left and right
Step 8 − if left ≥ right, the point where they met is new pivot

快速排序枢纽伪代码

上面算法的伪代码可以推导为-

function partitionFunc(left, right, pivot)
   leftPointer = left
   rightPointer = right - 1

   while True do
      while A[++leftPointer] < pivot do
         //do-nothing            
      end while
        
      while rightPointer > 0 && A[--rightPointer] > pivot do
         //do-nothing         
      end while
        
      if leftPointer >= rightPointer
         break
      else                
         swap leftPointer,rightPointer
      end if
        
   end while 
    
   swap leftPointer,right
   return leftPointer
    
end function

快速排序算法

递归地使用数据透视算法，我们最终得到了较小的分区。然后处理每个分区以进行快速排序。我们为快速排序定义递归算法，如下所示：

Step 1 − Make the right-most index value pivot
Step 2 − partition the array using pivot value
Step 3 − quicksort left partition recursively
Step 4 − quicksort right partition recursively

快速排序伪代码

要了解更多信息，请参阅快速排序算法的伪代码-

procedure quickSort(left, right)

   if right-left <= 0
      return
   else     
      pivot = A[right]
      partition = partitionFunc(left, right, pivot)
      quickSort(left,partition-1)
      quickSort(partition+1,right)    
   end if        
   
end procedure

要了解使用C编程语言进行快速排序的实现，请单击此处。