内部排序->交换排序->快速排序

文字描述 

　　快速排序是对起泡排序的一种改进。它的基本思想是，通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

　　一趟快速排序描述：假设待排序的序列为{L.r[s], L.r[s+1], … , L.r[t]}，首先任意选取一个记录(通常选第一个记录L.r[s])作为枢轴(pivot), 然后按下述原则重新排列其余记录：将所有关键字较它小的记录都安置在它的位置之前，将所有关键字较它大的记录都安置在它的位置之后。由此以该“枢轴”记录最后所落得位置i作分界线，将序列{L.r[s], L.r[s+1], … , L.r[t]}分割成两个子序列{L.r[s], L.r[s+1], …, L.r[i-1]}和{L.r[i+1], L.r[i+2], …, L.r[t]}。至此，完成一趟快速排序。

示意图

算法分析

　　快速排序的平均时间为knlnn, 其中n为记录个数，k为某个常数。经验证明，在所有同数量级(nlogn)的排序方法中，其平均时间性能最好。但是，若初始记录序列按关键字有序或基本有序时，快速排序将蜕化为起泡排序，其时间复杂度为n*n.

　　辅助空间为1，但是需要一个栈空间来实现递归。若每趟排序都将记录序列均匀的分割成长度相接近的两个子序列，则栈的最大深度为[log2n]+1；若每趟排序之后，枢轴位置都在最边上，则栈的最大深度为n。

　　是不稳定的排序方法

代码实现

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>

 #define DEBUG

 #define EQ(a, b) ((a) == (b))
 #define LT(a, b) ((a) <  (b))
 #define LQ(a, b) ((a) <= (b))

 #define MAXSIZE 20
 typedef int KeyType;
 typedef char InfoType;
 typedef struct{
     KeyType key;
     InfoType otherinfo;
 }RedType;

 typedef struct{
     RedType r[MAXSIZE+];
     int length;
 }SqList;

 void PrintList(SqList L){
     int i = ;
     printf("下标值：");
     for(i=; i<=L.length; i++){
         printf("[%d] ", i);
     }
     printf("\n关键字：");
     for(i=; i<=L.length; i++){
         printf(" %-3d", L.r[i].key);
     }
     printf("\n其他值：");
     for(i=; i<=L.length; i++){
         printf(" %-3c", L.r[i].otherinfo);
     }
     printf("\n\n");
     return ;
 }

 /*
  *交换顺序表L中子表L.r[low,...,high]的纪录，枢轴记录到位，
  *并返回其所在位置，此时在它之前(后)均不大于(小于)它
  */
 int Partition(SqList *L, int low, int high)
 {
     //用字表的第一个记录作枢轴纪录
     L->r[] = L->r[low];
     //pivotkey表示枢轴记录的关键字值
     KeyType pivotkey = L->r[low].key;

     //从表的两端交替向中间扫描
     while(low<high){
         //将比枢轴记录小的记录移到低端
         while(low<high && L->r[high].key>=pivotkey)    --high;
         L->r[low] = L->r[high];

         //将比枢轴记录大的记录移到高端
         while(low<high && L->r[low].key<=pivotkey) ++low;
         L->r[high] = L->r[low];
     }
     //枢轴记录到位
     L->r[low] = L->r[];
     //返回枢轴位置
     return low;
 }

 /*
  * 对顺序表L中子表L.r[low,...,high]作快速排序
  */
 void QSort(SqList *L, int low, int high)
 {

     KeyType pivotkey;
     if(low<high){
         //将L.r[low,...,high]一分为二，低(高)于pivotkey的均不大于(小于)它
         pivotkey = Partition(L, low, high);
 #ifdef DEBUG
         printf("一趟快速排序后(low=%d, high=%d), pivotkey=%d\n",low, high, pivotkey);
         PrintList(*L);
 #endif
         //对低字表递归排序，pivotkey是轴枢位置
         QSort(L, low, pivotkey-);
         //对高子表递归排序
         QSort(L, pivotkey+, high);
     }
 }

 /*对顺序表L作快速排序*/
 void QuickSort(SqList *L)
 {
     printf("对顺序表L作快速排序:\n\n");
     QSort(L, , L->length);
 }

 int  main(int argc, char *argv[])
 {
     if(argc < ){
         return -;
     }
     SqList L;
     int i = ;
     for(i=; i<argc; i++){
         if(i>MAXSIZE)
             break;
         L.r[i].key = atoi(argv[i]);
         L.r[i].otherinfo = 'a'+i-;
     }
     L.length = (i-);
     L.r[].key = ;
     L.r[].otherinfo = '';
     printf("输入数据:\n");
     PrintList(L);
     //对顺序表L进行快速排序
     QuickSort(&L);

     return ;
 }

快速排序

运行