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快速排序是对冒泡排序的一种改进。由C. A. R. Hoare在1962年提出。
其基本思想是：
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
/**
* 实验题目:
* 实现快速排序算法
* 实验目的:
* 领会快速排序过程和算法设计
* 实验内容:
* 设计程序，实现快速排序算法。用相关数据进行测试，并
* 输出各次划分后的结果。
*/
#include <stdio.h>
#define MAX_LEN (100) // 最大长度
typedef int key_type; // 定义关键字类型为int
typedef char info_type;
typedef struct
{
key_type key; // 关键字项
info_type data; // 其他数据项,类型为info_type
}rec_type; // 查找元素的类型
/*-----------------x和y交换------------------*/
void swap_rec(rec_type &x, rec_type &y) // 引用类型
{
rec_type tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
/*-----------------创建顺序表------------------*/
void create_list(rec_type recs[], key_type keys[], int n)
{
int i;
for(i = 0; i < n; i++) // recs[0...n-1]存放排序记录
recs[i].key = keys[i];
}
/*-----------------输出顺序表------------------*/
void disp_list(rec_type recs[], int n)
{
int i;
for(i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", recs[i].key);
printf("\n");
}
/*-----------------以下运算针对堆排序的程序------------------*/
/*-----------------创建顺序表------------------*/
void create_list1(rec_type recs[], key_type keys[], int n)
{
int i;
for(i = 1; i <= n; i++) // recs[1...n]存放排序记录
{
recs[i].key = keys[i - 1];
}
}
/*-----------------输出顺序表------------------*/
void disp_list1(rec_type recs[], int n)
{
int i;
for(i = 1; i <= n; i++)
{
printf("%d ", recs[i].key);
}
printf("\n");
}
/*---------------显示一趟划分后的结果--------------*/
static void disp_partition(rec_type recs[], int s, int t)
{
static int i = 1; // 局部静态变量仅被初始化一次
int j;
printf("第%d次划分:", i);
for(j = 0; j < s; j++)
printf(" ");
for(j = s; j <= t; j++)
printf("%3d", recs[j].key);
printf("\n");
i++;
}
/*---------------一趟划分--------------*/
static int partition_recs(rec_type recs[], int s, int t)
{
int i = s, j = t;
rec_type tmp = recs[i]; // 以recs[i]为基准 [6, 8, 7, 9, 0, 1, 3, 2, 4, 5]
while(i < j) // 从两端交替向中间扫描,直至i=j为止
{
while(i < j && recs[j].key >= tmp.key)
j--; // 从右向左扫描,找一个小于tmp.key的recs[j]
recs[i] = recs[j]; // 找到这样的recs[j],放入recs[i]处
while(i < j && recs[i].key <= tmp.key)
i++; // 从左向右扫描,找一个大于tmp.key的recs[i]
recs[j] = recs[i]; // 找到这样的recs[i],放入recs[j]处
}
recs[i] = tmp;
disp_partition(recs, s, t);
return i;
}
/*---------------对recs[s...t]的元素进行递增快速排序--------------*/
/**
* 快速排序基本思想:
* 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，
* 其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，
* 然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个
* 排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
*/
static void quick_sort(rec_type recs[], int s, int t)
{
int i;
if(s < t) // 区间内至少存在两个元素的情况
{
i = partition_recs(recs, s, t);
quick_sort(recs, s, i - 1); // 对左区间递归排序
quick_sort(recs, i + 1, t); // 对右区间递归排序
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int n = 10;
rec_type recs[MAX_LEN];
key_type a[] = {6, 8, 7, 9, 0, 1, 3, 2, 4, 5};
create_list(recs, a, n);
printf("排序前: ");
disp_list(recs, n);
quick_sort(recs, 0, n - 1);// 0 9
printf("排序后: ");
disp_list(recs, n);
return 0;
}
测试结果:
排序前: 6 8 7 9 0 1 3 2 4 5
第1次划分: 5 4 2 3 0 1 6 9 7 8
第2次划分: 1 4 2 3 0 5
第3次划分: 0 1 2 3 4
第4次划分: 2 3 4
第5次划分: 3 4
第6次划分: 8 7 9
第7次划分: 7 8
排序后: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9