快速排序

1. 先找一个基准数base,通常选择最左边(\color{red}{nums[left]})或者最右边(\color{red}{nums[right]}
2. 找到这个基准数在数组中的位置(从小到大排序)

a. 两个flag,一个从最左端开始(flag_low = left),一个从最右端开始(flag_high = right),一个向右,一个向左,直到两个flag相遇
b. 如果nums[low] <= base ,则代表nums[low]的位置合理--> low++,继续向右寻找;
c. 如果nums[high] >= base,则代表nums[high]的位置合理--> high--,继续向左寻找;
\color{red}{注意}如果基准数是nums[left], 则从high-- 开始,如果基准数是nums[right],则从left++开始
d. 当两个flag都到达不符合的位置,则交换low high指向的值
e. 当两个flag相遇时,就到了基准数应该在的位置,nums[flag_high] = base;

3. 调用递归,分别对基准数左边[ left, flag-1 ]和基准数右边[ flag+1, right ]的数组进行排序

以数组最左边为基准数:nums[left]

 void quickSort (int left, int right, vector<int>& nums) {
     if (left >= right)  return;
     // find base num
     int base = nums[left];
     // two flags. flag_low & flag_high
     int flag_low = left;
     int flag_high = right;
     while (flag_low < flag_high) {
         while (nums[flag_high] >= base && flag_low < flag_high) {
             flag_high--;
         }
         while (nums[flag_low] <= base && flag_low < flag_high) {
             flag_low++;
         }
         if (flag_low < flag_high) {
             int tmp = nums[flag_low];
             nums[flag_low] =  nums[flag_high];
             nums[flag_high] = tmp;
        }
     }
     nums[left] = nums[flag_low];
     int flag = flag_high;
     nums[flag] = base;  //flag_high = flag_low;

     //递归
     quickSort(left, flag-1, nums);
     quickSort(flag+1, right, nums);
}

以数组最右边为基准数:nums[right]

 void quickSort (int left, int right, vector<int>& nums) {
     if (left >= right)  return;
     // find base num
     int base = nums[right];
     // two flags. flag_low & flag_high
     int flag_low = left;
     int flag_high = right;
     while (flag_low < flag_high) {
         while (nums[flag_low] <= base && flag_low < flag_high) {
             flag_low++;
         }
         while (nums[flag_high] >= base && flag_low < flag_high) {
             flag_high--;
         }
         if (flag_low < flag_high) {
             int tmp = nums[flag_low];
             nums[flag_low] =  nums[flag_high];
             nums[flag_high] = tmp;
        }
     }
     int flag = flag_high;
     nums[right] = nums[flag];
     nums[flag] = base;  //flag_high = flag_low;

     //递归
     quickSort(left, flag-1, nums);
     quickSort(flag+1, right, nums);
}

以左边为基准,返回从大到小排序结果

void quickSort (int left, int right, vector<int>& nums) {
     if (left >= right)  return;
     // find base num
     int base = nums[left];
     // two flags. flag_low & flag_high
     int flag_low = left;
     int flag_high = right;
     while (flag_low < flag_high) {
         while (nums[flag_high] <= base && flag_low < flag_high) {
             flag_high--;
         }
         while (nums[flag_low] >= base && flag_low < flag_high) {
             flag_low++;
         }
         if (flag_low < flag_high) {
             int tmp = nums[flag_low];
             nums[flag_low] =  nums[flag_high];
             nums[flag_high] = tmp;
        }
     }
     int flag = flag_high;
     nums[left] = nums[flag];
     nums[flag] = base;  //flag_high = flag_low;

     //递归
     quickSort(left, flag-1, nums);
     quickSort(flag+1, right, nums);
}

  1. 排序算法是稳定的吗?
    不稳定
    排序算法的稳定性是说,如果在数组中,存在a[i] = a[j],那在排序的过程中,如果a[i]和a[j]的前后顺序不会发生改变,则代表它是稳定的;如果顺序会发生改变,则不稳定。
  2. 排序算法的时间复杂度
    最坏:O(N^2),平均复杂度是O(N*log(N))
    完成一次遍历的复杂度是N,需要遍历的次数,最多是N,最少是log(N)
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