、 到此第一轮“探测”真正结束。此时以基准数6为分界点,6左边的数都小于等于6,6右边的数都大于等于6。回顾一下刚才的过程,其实哨兵j的使命就是要找小于基准数的数,而哨兵i的使命就是要找大于基准数的数,直到i和j碰头为止。
OK,解释完毕。现在基准数6已经归位,它正好处在序列的第6位。此时我们已经将原来的序列,以6为分界点拆分成了两个序列,左边的序列是“3 1 2 5 4”,右边的序列是“9 7 10 8”。接下来还需要分别处理这两个序列。因为6左边和右边的序列目前都还是很混乱的。不过不要紧,我们已经掌握了方法,接下来只要模拟刚才的方法分别处理6左边和右边的序列即可。现在先来处理6左边的序列现吧。
左边的序列是“3 1 2 5 4”。请将这个序列以3为基准数进行调整,使得3左边的数都小于等于3,3右边的数都大于等于3。好了开始动笔吧。
如果你模拟的没有错,调整完毕之后的序列的顺序应该是。
2 1 3 5 4
OK,现在3已经归位。接下来需要处理3左边的序列“2 1”和右边的序列“5 4”。对序列“2 1”以2为基准数进行调整,处理完毕之后的序列为“1 2”,到此2已经归位。序列“1”只有一个数,也不需要进行任何处理。至此我们对序列“2 1”已全部处理完毕,得到序列是“1 2”。序列“5 4”的处理也仿照此方法,最后得到的序列如下。
1 2 3 4 5 6 9 7 10 8
对于序列“9 7 10 8”也模拟刚才的过程,直到不可拆分出新的子序列为止。最终将会得到这样的序列,如下。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
到此,排序完全结束。细心的同学可能已经发现,快速排序的每一轮处理其实就是将这一轮的基准数归位,直到所有的数都归位为止,排序就结束了。下面上个霸气的图来描述下整个算法的处理过程。
快速排序之所比较快,因为相比冒泡排序,每次交换是跳跃式的。每次排序的时候设置一个基准点,将小于等于基准点的数全部放到基准点的左边,将大于等于基准点的数全部放到基准点的右边。这样在每次交换的时候就不会像冒泡排序一样每次只能在相邻的数之间进行交换,交换的距离就大的多了。因此总的比较和交换次数就少了,速度自然就提高了。当然在最坏的情况下,仍可能是相邻的两个数进行了交换。因此快速排序的最差时间复杂度和冒泡排序是一样的都是O(N[sup]2[/sup]),它的平均时间复杂度为O(NlogN)。其实快速排序是基于一种叫做“二分”的思想。我们后面还会遇到“二分”思想,到时候再聊。先上代码,如下。
- #include <stdio.h>
- int a[101],n;//定义全局变量,这两个变量需要在子函数中使用
-
- void quicksort(int left,int right)
- {
- int i,j,t,temp;
- if(left>right)
- return;
-
- temp=a[left]; //temp中存的就是基准数
- i=left;
- j=right;
- while(i!=j)
- {
- //顺序很重要,要先从右边开始找
- while(a[j]>=temp && i<j)
- j--;
- //再找右边的
- while(a[i]<=temp && i<j)
- i++;
-
- //交换两个数在数组中的位置
- if(i<j)
- {
- t=a[i];
- a[i]=a[j];
- a[j]=t;
- }
- }
- //最终将基准数归位
- a[left]=a[i];
- a[i]=temp;
-
- quicksort(left,i-1);//继续处理左边的,这里是一个递归的过程
- quicksort(i+1,right);//继续处理右边的 ,这里是一个递归的过程
- }
-
- int main()
- {
- int i,j,t;
- //读入数据
- scanf("%d",&n);
- for(i=1;i<=n;i++)
- scanf("%d",&a[i]);
-
- quicksort(1,n); //快速排序调用
-
- //输出排序后的结果
- for(i=1;i<=n;i++)
- printf("%d ",a[i]);
-
- getchar();getchar();
- return 0;
- }
复制代码可以输入以下数据进行验证
运行结果是
下面是程序执行过程中数组a的变化过程,带下划线的数表示的已归位的基准数。
- 6 1 2 7 9 3 4 5 10 8
- 3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
- 2 1 3 5 4 6 9 7 10 8
- 1 2 3 5 4 6 9 7 10 8
- 1 2 3 5 4 6 9 7 10 8
- 1 2 3 4 5 6 9 7 10 8
- 1 2 3 4 5 6 9 7 10 8
- 1 2 3 4 5 6 8 7 9 10
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
复制代码
快速排序由 C. A. R. Hoare(东尼•霍尔,Charles Antony Richard Hoare)在1960年提出,之后又有许多人做了进一步的优化。如果你对快速排序感兴趣可以去看看东尼•霍尔1962年在Computer Journal发表的论文“Quicksort”以及《算法导论》的第七章。快速排序算法仅仅是东尼•霍尔在计算机领域才能的第一次显露,后来他受到了老板的赏识和重用,公司希望他为新机器设计一个新的高级语言。你要知道当时还没有PASCAL或者C语言这些高级的东东。后来东尼•霍尔参加了由Edsger Wybe Dijkstra(1972年图灵奖得主,这个大神我们后面还会遇到的到时候再细聊)举办的“ALGOL 60”培训班,他觉得自己与其没有把握去设计一个新的语言,还不如对现有的“ALGOL 60”进行改进,使之能在公司的新机器上使用。于是他便设计了“ALGOL 60”的一个子集版本。这个版本在执行效率和可靠性上都在当时“ALGOL 60”的各种版本中首屈一指,因此东尼•霍尔受到了国际学术界的重视。后来他在“ALGOL X”的设计中还发明了大家熟知的“case”语句,后来也被各种高级语言广泛采用,比如PASCAL、C、Java语言等等。当然,东尼•霍尔在计算机领域的贡献还有很多很多,他在1980年获得了图灵奖。