《算法导论》学习总结 — 6.第七章 快速排序

推荐先看看前言：/article/5075824.html

其实这一篇我老早就写过了，只不过最近在总结《算法导论》，而第七章就是快速排序，我当初总结的快排也是根据算法导论来的，为了方便大家阅读，我在这里把曾经写过的重新再贴一遍。

前几天写过一个堆排序的文章(http://www.wutianqi.com/?p=1820)，里面谢了很多讲解和代码注释，个人感觉快速排序不是很难，所以不想写讲解，也不需要写注释，大家如果不明白什么是快速排序，可以去看下文章最后我推荐的几个链接。

我查过网上很多关于快排的文章和代码，但是基本都是最原始的快排，即霍尔(Hoare)快排。想必大家也没有注意这些，我准备把霍尔快排，算法导论上的快排和随机化快排的代码一起发出来，供大家对比与学习，欢迎大家和我探讨

代码一.霍尔快排：

/*
* Author: Tanky Woo
* Blog: www.WuTianQi.com
* Note: 快速排序版本1 --- Hoare-Partition
*/

#include <iostream>
using namespace std;

int num;

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

void PrintArray(int *arr)
{
for(int i=1; i<=num; ++i)
cout << arr[i] << " ";
cout << endl;
}

int Partition1(int *arr, int beg, int end)
{
int low = beg, high = end;
int sentinel = arr[beg];
while(low < high)
{
while(low<high && arr[high]>=sentinel)
--high;
arr[low] = arr[high];
while(low<high && arr[low]<=sentinel)
++low;
arr[high] = arr[low];
}
arr[low] = sentinel;

cout << "排序过程:";
PrintArray(arr);
return low;
}

void QuickSort(int *arr, int beg, int end)
{
if(beg < end)
{
int pivot = Partition1(arr, beg, end);
QuickSort(arr, beg, pivot-1);
QuickSort(arr, pivot+1, end);
}
}

int main()
{
int arr[100];
cout << "Input the num of the elements:\n";
cin >> num;
cout << "Input the elements:\n";
for(int i=1; i<=num; ++i)
cin >> arr[i];
QuickSort(arr, 1, num);
cout << "最后结果:";
PrintArray(arr);
return 0;
｝

代码二.《算法导论》里讲的快排：

/*

* Author: Tanky Woo
* Blog: www.WuTianQi.com
* Note: 快速排序版本2---《算法导论》
*/

#include <iostream>
using namespace std;

int num;

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

void PrintArray(int *arr)
{
for(int i=1; i<=num; ++i)
cout << arr[i] << " ";
cout << endl;
}

int Partition2(int *arr, int beg, int end)
{
int sentinel = arr[end];
int i = beg-1;
for(int j=beg; j<=end-1; ++j)
{
if(arr[j] <= sentinel)
{
i++;
swap(arr[i], arr[j]);
}
}
swap(arr[i+1], arr[end]);

cout << "排序过程:";
PrintArray(arr);
return i+1;
}

void QuickSort(int *arr, int beg, int end)
{
if(beg < end)
{
int pivot = Partition2(arr, beg, end);
QuickSort(arr, beg, pivot-1);
QuickSort(arr, pivot+1, end);
}
}

int main()
{
int arr[100];
cout << "Input the num of the elements:\n";
cin >> num;
cout << "Input the elements:\n";
for(int i=1; i<=num; ++i)
cin >> arr[i];
QuickSort(arr, 1, num);
cout << "最后结果:";
PrintArray(arr);
return 0;
｝

代码三.随机快排：

/*

* Author: Tanky Woo
* Blog: www.WuTianQi.com
* Note: 快速排序版本3 --- 随机化版本
* 解决待排序元素相差很大的情况
*/

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int num;

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

void PrintArray(int *arr)
{
for(int i=1; i<=num; ++i)
cout << arr[i] << " ";
cout << endl;
}

int Partition3(int *arr, int beg, int end)
{
int sentinel = arr[end];
int i = beg-1;
for(int j=beg; j<=end-1; ++j)
{
if(arr[j] <= sentinel)
{
i++;
swap(arr[i], arr[j]);
}
}
swap(arr[i+1], arr[end]);

cout << "排序过程:";
PrintArray(arr);
return i+1;
}

int RandomPartition(int *arr, int beg, int end)
{
int i = beg + rand() % (end-beg+1);
swap(arr[i], arr[end]);
return Partition3(arr, beg, end);
}

void RandomQuickSort(int *arr, int beg, int end)
{
if(beg < end)
{
int pivot = RandomPartition(arr, beg, end);
RandomQuickSort(arr, beg, pivot-1);
RandomQuickSort(arr, pivot+1, end);
}
}

int main()
{
int arr[100];
cout << "Input the num of the elements:\n";
cin >> num;
cout << "Input the elements:\n";
for(int i=1; i<=num; ++i)
cin >> arr[i];
RandomQuickSort(arr, 1, num);
cout << "最后结果:";
PrintArray(arr);
return 0;
}

最后，我想说下，随机化的快排一般适用于待排序的数据之间相差较大的情况下。

这里给出几篇网上讲得不错的文章：

1.http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=1011316

算是一个讨论帖。很给力！

2.http://www.javaeye.com/topic/561718

讲得比较详细，不过代码是Java的。

3.http://tayoto.blog.hexun.com/25048556_d.html

4.http://www.360doc.com/content/10/1106/11/1317564_67067368.shtml

概念上很详细。

5.http://blog.csdn.net/wssxy/archive/2008/12/05/3448642.aspx

一篇讲快排的佳作！

6./article/5116382.html

小杰的文章，用C++模板类写的。大家可以去学习学习。

在我独立博客上的原文：http://www.wutianqi.com/?p=2368

欢迎大家互相学习，互相探讨。