快速排序(详细)
快速排序(quick sort)
一.簡介
快速排序是對冒泡排序和桶排序的一種改進,它解決了冒泡排序時間復雜度達O(N2)的問題,并解決了桶排序浪費空間的問題。它的基本思想是,通過一趟排序將待排序列分割成獨立的兩部分,其中一部分記錄的關鍵字均比另一部分記錄的關鍵字小,則可以用相同的方法分別對這兩部分繼續排序,以達到整個序列有序。
二.算法描述
假設我們對“49 38 65 97 76 13 27 49 ”這8個數進行排序。首先我們要在這個序列中找一個基準數(一個參照值),這個值的作用是,經過一趟排序(這里用升序來講),使得基準數右邊的數都比基準數左邊的數大。為了方便,我們就把這個已知序列的第一個數49當做基準數。然后我們要做的就是把比基準數大的放它右邊,比基準數小的放基準數左邊,比如經過一趟排序后:13 38 27 49 76 97 65 49。
在初始狀態下,基準數49在序列的第一個位置,假設這個基準數為key,我們的目標就是把這個key放到序列中某個位置,并且使得key右邊的數都大于左邊的數,想一想如何達到這個目標?大家可以回憶一下冒泡排序,當中交換的思想使得序列一步步變得有序。冒泡排序每次都只能和相鄰的數比較,這樣使得冒泡排序很浪費時間,我們怎么才可以使得交換即方便又省時呢?
為了達到目的:叫兩個哨兵分別從初始序列“49 38 65 97 76 13 27 49”兩邊開始“探測”,假設這兩個哨兵是i和j,j從序列最右端開始(而且必須得它先開始),當它“探測”到一個比基準數(49)小的數就停下來,然后i從序列最左端開始“探測”,當它“探測”到一個比基準數大的數就停下來,(前提的保證i,j還沒相遇)然后交換這兩個位置的值,就像這樣:
交換之后,繼續上述的“探測”,都“探測”到繼續進行交換,直到兩個哨兵相遇,此時相遇的位置的值不會比基準數大,(要達到上述的目的)所以這個位置就是基準數應該在的真正位置,所以讓相遇位置和基準數位置的數交換,就完成了我們第一趟排序,這時序列被基準數分成了我們想要的兩部分:13 38 27 49 76 97 65 49。此時序列可以說是基本有序,之后要讓序列完全有序,我們要將基準數分開的這兩部分,分別重復第一趟排序的的操作(重新找基準數,兩個哨兵探測,交換…)。
圖解過程(第一趟后,左右兩部分是分開處理的哦~):
三.算法分析
快速排序之所以比較快,因為它交換是跳躍式的,不像冒泡排序每次交換只能交換相鄰的。不過它在最壞的情況下時間復雜度和冒泡排序一樣都為O(N2),它的平均時間復雜度為O(NlogN)。
四.C語言代碼實現(作為參考~)
總結
- 上一篇: 关于java几种输出的区别
- 下一篇: 几种排序算法性能的比较