C++的快速排序算法
2023-07-08 07:28:19
深夜i
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C++
快速排序算法
排序
分治思想
快速排序是一种基于比较的排序算法，也是C++中最为常用的排序算法之一。它通过递归地将数据分为较小的子集，并在此基础上对子集进行排序，最终得到一个完整有序的序列。快速排序的时间复杂度为O(nlog n)，属于计算效率较高的算法。
快速排序算法的核心思想是分治法。它将待排序序列分为两个子序列，一个利用快速排序进行排序，另一个利用递归实现快速排序。首先，选择一个基准元素（pivot），将所有小于它的元素放在它的左侧，所有大于它的元素放在右侧。这个过程称为分区（partition）。然后对左右两个子序列分别递归地执行分区操作，直至所有子序列只有一个元素。
下面是快速排序算法的C++代码实现：
void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
if (left >= right) return; // 边界条件，当子序列只有一个元素时结束递归
int i = left, j = right;
int pivot = nums[(left + right) / 2]; // 选取基准元素
while (i <= j) { // 分区操作
while (nums[i] < pivot) i++;
while (nums[j] > pivot) j--;
if (i <= j) {
swap(nums[i], nums[j]);
i++;
j--;
}
}
quickSort(nums, left, j); // 对左侧子序列排序
quickSort(nums, i, right); // 对右侧子序列排序
}
在这个代码实现中，我们使用了vector类型存储待排序的数据，它是C++标准库中的容器类型，可以动态调整其大小。函数的参数left和right分别表示子序列的左右边界。
快速排序的优化方法也很多，比如三向切分、随机化等。三向切分是在分区操作时，将序列分为小于pivot、等于pivot和大于pivot的三个部分。随机化则是在选择基准元素时随机选择一个元素，以避免最坏情况的出现。
总之，快速排序是一种高效的排序算法，适用于各种数据量规模和数据分布。掌握其核心思想和实现方式，对于C++编程和算法学习都是非常重要的。
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