快速排序算法C++实现

阳光穿透心脏的1/2处 2022-07-18 01:21 155阅读 0赞

快速排序采用的思想是分治思想。

快速排序是找出一个元素（理论上可以随便找一个）作为基准(pivot),然后对数组进行分区操作,使基准左边元素的值都不大于基准值,基准右边的元素值 都不小于基准值，如此作为基准的元素调整到排序后的正确位置。递归快速排序，将其他n-1个元素也调整到排序后的正确位置。最后每个元素都是在排序后的正 确位置，排序完成。所以快速排序算法的核心算法是分区操作，即如何调整基准的位置以及调整返回基准的最终位置以便分治递归。

举例说明一下吧，这个可能不是太好理解。假设要排序的序列为

2 | 2 4 9 3 6 7 1 5 首先用2当作基准，使用i j两个指针分别从两边进行扫描，把比2小的元素和比2大的元素分开。首先比较2和5，5比2大，j左移

2 | 2 4 9 3 6 7 1 5 比较2和1，1小于2，所以把1放在2的位置

2 | 1 4 9 3 6 7 1 5 比较2和4，4大于2，因此将4移动到后面

2 | 1 4 9 3 6 7 4 5 比较2和7，2和6，2和3，2和9，全部大于2，满足条件，因此不变

经过第一轮的快速排序，元素变为下面的样子\[1\] 2 \[ 9 3 6 7 4 5\]

之后，在把2左边的元素进行快排，由于只有一个元素，因此快排结束。右边进行快排，递归进行，最终生成最后的结果。

代码实现如下：

//left++的条件是（1）v[right]赋值给了v[left]（2）v[left]<base
    //right--的条件是（1）v[left]赋值给了v[right]（2）v[right]>base
    //循环结束的条件是left==right
    int myQuickSort(vector<int> &v, int left, int right)
    {
        if (v.empty() || left < 0 || right >= v.size() || left >= right)
            return -1;
    
        int base = v[left];
        int low = left, high = right;
    
        while (left < right)
        {
            while (left < right && v[right] >= base)//注意这里要写一个循环
                right--;
    
            if (left < right)//这里要继续判断，以免上一个循环退出是由于left < right条件不满足引起
            {
                v[left] = v[right];
                left++;
            }
    
            while (left < right && v[left] <= base)
                left++;
    
            if (left < right)
            {
                v[right] = v[left];
                right--;
            }
        }
        v[left] = base;
    
        myQuickSort(v, low, left - 1);
        myQuickSort(v, left + 1, high);
    
        return 0;
    }