C语言中快速排序和插入排序优化的实现

2020-01-06 14:02:54于海丽
易采站长站为您分析C语言中快速排序和插入排序优化的实现,包括双向划分快速排序方法的介绍,需要的朋友可以参考下  

快速排序
快速排序思想

    1962年,由C.A.R.Hoare创造出来。该算法核心思想就一句话:“排序数组时,将数组分成两个小部分,然后对它们递归排序”。然而采取什么样的策略将数组分成两个部分是关键,想想看,如果随便将数组A分成A1和A2两个小部分,即便分别将A1和A2排好序,那么A1和A2重新组合成A时仍然是无序的。所以,我们可以在数组中找一个值,称为key值,我们在把数组A分解为A1和A2前先对A做一些处理,让小于key值的元素都移到其左边,所有大于key值的元素都移到其右边。这样递归排序A1和A2,数组A就排好了。

举例

    我们要排序的数组如下:


55 41 59 26 53 58 97 93

    我们选取第一个元素作为key值,即55.(一般都是选取第一个元素)。假如我们有一种办法可以将数组做一步预处理,让小于key值的元素都位于其左边,大于key值的元素都位于其右边,预处理完数组如下:


41 26 53 55 59 58 97 93 

    这样数组就被key值划分成了两段,A[0...2]小于key,A[4...7]大于key,可见key值本身已排好序,接下来对A[0...2]和A[4...7]分别进行递归排序,那么整个数组就排好序了。预处理做的工作再次澄清下:找一个key值,把key位放到某位置A[p],使小于key值的元素都位于A[p]左边,大于key值的元素都位于A[p]的右边。到此,我们的快排模型就成型了。


/*l, u 代表待排序部分的下界和上界*/
void qsort(l, u)
{
 /*递归结束条件是待排序部分的元素个数小于2*/
 if(l >= u)
 {
  return;
 }
 
 /*此处进行预处理,预处理后key值位于位置p*/
 
 qsort(l, p-1);
 qsort(p+1, u);
}

     接下来看如何做预处理。我们选取A[0]做为key值, p作为key值的位置。我们从A[1]开始遍历后面的数组,用变量i指示目前的位置,每次找到小于key的值都与A[++p]交换。开始时p=0.

55 41 59 26 53 58 97 93 i = 1,A[i]位置为41, 即A[i] < key, swap(++p , i),即p = 1:
55 41 59 26 53 58 97 93 i = 2,A[i]位置为59,A[i] > key,不做任何改变。 
i = 3,A[i]位置为26,A[i] < key,swap(++p, i), 即p = 2: