迭代快速排序的C程序介绍

快速排序是一种常用的排序算法，而迭代快速排序是对传统递归快速排序的一种改进。

算法思想

迭代快速排序通过使用栈来模拟递归的过程，避免了递归带来的函数调用开销，提高了程序的效率。它的基本思想是通过选取一个基准元素，将待排序的序列分割成两个子序列，其中一个子序列的元素都小于等于基准元素，另一个子序列的元素都大于基准元素。然后对这两个子序列分别进行排序，最终得到一个有序序列。

代码示例

下面是一个迭代快速排序的C语言代码示例：

#include <stdio.h>

void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = (low - 1);

    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;
            swap(&arr[i], &arr[j]);
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]);
    return (i + 1);
}

void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    int stack[high - low + 1];
    int top = -1;

    stack[++top] = low;
    stack[++top] = high;

    while (top >= 0) {
        high = stack[top--];
        low = stack[top--];

        int pi = partition(arr, low, high);

        if (pi - 1 > low) {
            stack[++top] = low;
            stack[++top] = pi - 1;
        }

        if (pi + 1 < high) {
            stack[++top] = pi + 1;
            stack[++top] = high;
        }
    }
}

void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    int arr[] = { 64, 34, 25, 12, 22, 11, 90 };
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("原始数组：");
    printArray(arr, size);

    quickSort(arr, 0, size - 1);

    printf("排序后数组：");
    printArray(arr, size);

    return 0;
}

代码解析

在这段代码中，partition 函数用于将数组以基准元素为分割点进行分区，并返回基准元素在数组中的位置。quickSort 函数使用栈来模拟递归的过程，通过不断更新传入 partition 函数的参数来实现排序。printArray 函数用于输出数组。

在 main 函数中，我们定义了一个待排序的数组，然后调用 quickSort 函数进行排序。最后，通过调用 printArray 函数来输出排序后的结果。

结论

迭代快速排序是一个高效的排序算法，通过使用栈来模拟递归过程，避免了递归带来的函数调用开销。通过这种算法实现的快速排序能够在大多数情况下迅速排序大规模的数据集合。