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C++实现快速排序算法

2023-07-05 10:26:34 深夜i -- --

C++ 快速排序算法实现

快速排序算法是一种经典的排序算法，在计算机科学中被广泛运用。C++语言是一种强大的编程语言，可以用来实现各种算法，包括快速排序算法。本文将介绍如何使用C++语言实现快速排序算法。

快速排序算法的实现主要分为三个步骤：选择一个基准元素、通过分割将数组划分为较小和较大的两个子数组、重复应用排序过程。具体细节如下：

首先，选择一个基准元素。在一般情况下，可以随机选择数组中的一个元素作为基准元素。但也有其他选择方法，例如选择第一个元素或者最后一个元素作为基准元素。

接着，通过分割将数组划分为较小和较大的两个子数组。具体实现可以采用双向扫描法或者单向扫描法。这里我们采用单向扫描法，即从数组左边开始扫描，找到第一个大于基准元素的元素，然后从数组右边开始扫描，找到第一个小于或等于基准元素的元素，交换这两个元素。继续重复以上步骤，直到左指针和右指针相遇，此时应该对准基准元素，并返回基准元素的位置。

最后，重复应用排序过程，直到整个数组被排好序。具体实现可以采用递归方式。每次选择一个基准元素，将数组分割成两个子数组，分别对这两个子数组进行排序。当子数组的长度小于等于1时，停止递归。最终排序后的数组就可以输出。

C++语言对于快速排序算法的实现非常简单。我们可以定义一个快速排序函数，以及一个分割函数。具体代码如下：


#include <iostream>
using namespace std;
void quickSort(int arr[], int left, int right);
int partition(int arr[], int left, int right);
void quickSort(int arr[], int left, int right)
{
  if (left < right) {
    int pivotIndex = partition(arr, left, right);
    quickSort(arr, left, pivotIndex - 1);
    quickSort(arr, pivotIndex + 1, right);
  }
}
int partition(int arr[], int left, int right)
{
  int pivot = arr[left];
  int i = left;
  for (int j = left + 1; j <= right; j++) {
    if (arr[j] < pivot) {
      i++;
      swap(arr[i], arr[j]);
    }
  }
  swap(arr[left], arr[i]);
  return i;
}
int main()
{
  int arr[] = 2;
  int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  quickSort(arr, 0, n - 1);
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    cout << arr[i] << " ";
  }
  return 0;
}

这段代码中，我们使用了递归的方式实现快速排序算法。首先，我们调用快速排序函数，对整个数组进行排序。然后，在快速排序函数中，我们通过调用分割函数partition将数组分割成两部分。分割函数partition使用单向扫描法对数组进行分割，并返回基准元素的位置。最后，递归调用快速排序函数，对左右两个子数组进行排序。

实际上，C++标准库中已经提供了快速排序的实现。我们可以使用std::sort函数来进行快速排序，它的效率非常高，且使用起来非常方便。

总之，快速排序算法是一种非常经典和高效的排序算法，它在C++语言中的实现非常简单。如果您想学习快速排序算法和C++语言的编程技巧，可以尝试编写自己的快速排序算法实现代码。

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