C#递归算法之快速排序

2019-12-30 12:59:38于海丽

  下一个划分级别是处理上一级别产生的子表,按照相同的处理方法分别处理左子表和右子表,左子表索引位置[0,5),右子表索引位置[6,10),按照上面的处理步骤处理左子表(400,150,300,450,350)得到的最终结果为:150,300,400,450,350 右子表最终处理结果为:550,650,800,900 在处理结果中300与650分别是中心值,他们现在的位置就是最终位置

  在接下来的处理中,总是处理上一步骤中留下的子表,当子表数目<=1的时候就不用处理子表了,而子表有两个元素的时候,比较大小,然后交换两元素位置即可。

大于2个元素的子表都和上面的处理步骤一样,我们将上面的处理过程编写出一个函数

private int PivotIndex(int[] v, int first, int last),那么快速排序算法就是对此函数的递归调用


/// <summary>
/// 交换位置
/// </summary>
/// <param name="v"></param>
/// <param name="index1"></param>
/// <param name="index2"></param>
private void Swrap(int[] v, int index1, int index2)
{
 int temp = v[index1];
 v[index1] = v[index2];
 v[index2] = temp;
}
/// <summary>
/// 将向量V中索引{first,last)划分成两个左子表和右子表
/// </summary>
/// <param name="v">向量V</param>
/// <param name="first">开始位置</param>
/// <param name="last">结束位置</param>
private int PivotIndex(int[] v, int first, int last)
{
 if (last == first)
 {
  return last;
 }
 if (last - first == 1)
 {
  return first;
 }
 int mid = (first + last) / 2;
 int midVal = v[mid];
 //交换v[first]和v[mid]
 Swrap(v, first, mid);
 int scanA = first + 1;
 int scanB = last - 1;
 for (; ; )
 { 

  while (scanA <= scanB && v[scanA] < midVal)
  {
   scanA++;
  }
  while (scanB > first && midVal <= v[scanB])
  {
   scanB--;
  }
  if (scanA >= scanB)
  {
   break;
  }
  Swrap(v, scanA, scanB);
  scanA++;
  scanB--;
 }
 Swrap(v, first, scanB);
 return scanB; 

}
public void Sort(int[] v, int first, int last)
{
 if (last - first <= 1)
 {
  return;
 }
 if (last - first == 2)
 {
  //有两个元素的子表
  if (v[first] > v[last - 1])
  {
   Swrap(v, first, last - 1);
  }
  return;
 }
 else
 {
  int pivotIndex = PivotIndex(v, first, last);
  Sort(v, first, pivotIndex);
  Sort(v, pivotIndex + 1, last);
 }
} 

  快速排序因为每次划分都能将中心值元素找到最终的位置,并且左边值都小于中心值,右边都大于中心值,它的时间复杂度平均和归并算法一致为O(nlog2n);

  任何一种基于比较的排序算法的时间复杂度不可能小于这个数,除非不使用比较的方法进行排序。


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