排序--5--C++--快速排序

快速排序是对冒泡排序的一种改进。

时间复杂度：

最好：O(n log2 n)
最坏：O(n^2)
平均：O(n log2 n)

空间复杂度：O(log2 n)

稳定性：不稳定

快速排序的一次划分算法从两头交替搜索，直到low和hight重合，因此其时间复杂度是O(n)；而整个快速排序算法的时间复杂度与划分的趟数有关。理想的情况是，每次划分所选择的中间数恰好将当前序列几乎等分，经过log2n趟划分，便可得到长度为1的子表。这样，整个算法的时间复杂度为O(nlog2 n)。快速排序需要一个栈空间来实现递归，快速排序的空间复杂度为O(log2n)。

它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。（来自百度）

实现原理：

1.设置两个变量 low、high，排序开始时：low=0，high=size-1。
2.2、整个数组找基准正确位置，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面

默认数组的第一个数为基准数据，赋值给key，即key=array[low]。
因为默认数组的第一个数为基准，所以从后面开始向前搜索（high–），找到第一个小于key的array[high]，就将 array[high] 赋给 array[low]，即 array[low] = array[high]。（循环条件是 array[high] >= key；结束时 array[high] < key）
此时从前面开始向后搜索（low++），找到第一个大于key的array[low]，就将 array[low] 赋给 array[high]，即 array[high] = array[low]。（循环条件是 array[low] <= key；结束时 array[low] > key）
循环 2-3 步骤，直到 low=high，该位置就是基准位置。
把基准数据赋给当前位置。

2.3、第一趟找到的基准位置，作为下一趟的分界点。
2.4、递归调用（recursive）分界点前和分界点后的子数组排序，重复2.2、2.3、2.4的步骤。
2.5、最终就会得到排序好的数组。

快速排序一次划分原理图：

C++代码实现：

扫描二维码关注公众号，回复： 11870909 查看本文章

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
/*
 * 快速排序
 * 参数说明：
 *     a -- 待排序的数组
 *     l -- 数组的左边界(例如，从起始位置开始排序，则l=0)
 *     r -- 数组的右边界(例如，排序截至到数组末尾，则r=a.length-1)
 */
void quick_sort(vector<int>& vector1, int l, int r)
{
	if (l < r)
	{
		int i, j, x;

		i = l;
		j = r;
		x = vector1[i];
		while (i < j)
		{
			while (i < j && vector1[j] > x)
				j--; // 从右向左找第一个小于x的数
			if (i < j)
				vector1[i++] = vector1[j];
			while (i < j && vector1[i] < x)
				i++; // 从左向右找第一个大于x的数
			if (i < j)
				vector1[j--] = vector1[i];
		}
		vector1[i] = x;
		quick_sort(vector1, l, i - 1); /* 递归调用 */
		quick_sort(vector1, i + 1, r); /* 递归调用 */
	}
}
int main()
{
	
	vector<int> vector1;
	int num;
	int size = 5;
	
	for (int i = 0; i < size;i++)
	{    cin  >> num;
		vector1.push_back(num);
	}
	//xuanze_sort(vector1, size);
	//maopao_sort(vector1, size);
	//charu_sort(vector1, size);
	//xier_sort(vector1, size);
	quick_sort(vector1, 0,4);
	for (int i = 0; i < size;i++)
	{
		cout << vector1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

编译结果：