标签：Offer int data 基准值 high low small 排序 快速
剑指Offer上的快速排序的Partition函数与我在数据结构书上学到的不一样，因此就想要探索下这两种不同的处理方式。
1.基本思想
快速排序的基本思想是基于分治法。在待排序表L[1...n]中任取一个元素pivot作为基准，通过一趟排序将待排序表划分为独立的两部分L[1...k-1]和L[k+1...n]，使得L[1...k-1]中所有元素小于pivot，L[k+1...n]中所有元素大于或等于pivot，则pivot放在了其最终位置L(k)上。而后递归地对两个子表重复上述过程，直至每部分内只有一个元素或空为止，即所有元素放在了其最终位置上。
2.剑指Offer上的Partition实现
1 // Partition为分割函数, length表示data数组的长度
2 int Partition(int data[], int length, int low, int high) {
3 if (data == nullptr || length <= 0 || low < 0 || high >= length) {
4 return 1;
5 }
6
7 // 在[low, high]区间中随机取一个基准值，并将其换到区间最末尾
8 int index = RandomInRange(low, high);
9 Swap(&data[index], &data[high]);
10
11 // small在low的前面一位
12 int small = low - 1;
13
14 for (index = low; index < high; ++index) {
15 if (data[index] < data[high]) {
16 // ++small后表示大于基准值的第一个数的下标
17 // 如果不存在大于基准值的数，则表示当前比较的数字下标
18 ++small;
19
20 // 交换后的small表示小于基准值的最后一个数字的下标
21 if (small != index) {
22 Swap(&data[index], &data[small]);
23 }
24 }
25 }
26
27 // ++small后表示大于基准值的第一个数的下标
28 ++small;
29 Swap(&data[small], &data[high]);
30
31 return small;
32
33 }
快速排序其它函数实现如下:
1 // 生成一个随机数，范围在[low，high)，是一个前闭后开的区间
2 int RandomInRange(int low, int high) {
3 return rand() % (high - low) + low;
4 }
5
6 // 交换两个整数
7 void Swap(int* left, int* right) {
8 int temp = *left;
9 *left = *right;
10 *right = temp;
11 }
12
13 // 快速排序函数
14 void QuickSort(int data[], int length, int low, int high) {
15 if (low == high) {
16 return;
17 }
18
19 int index = Partition(data, length, low, high);
20
21 if (index > low) {
22 QuickSort(data, length, low, index - 1);
23 }
24
25 if (index < high) {
26 QuickSort(data, length, index + 1, high);
27 }
28 }
29
30 // 数据打印
31 void PrintData(int data[], int length) {
32 for (int i = 0; i < length; ++i) {
33 std::cout << data[i] << " ";
34 }
35
36 std::cout << std::highl;
37 }
38
39 int main() {
40 // 以系统时间作为随机函数种子
41 srand((unsigned)time(nullptr));
42
43 int const length = 10;
44
45 int data[length];
46
47 // 生成随机数
48 for (int i = 0; i < length; ++i) {
49 data[i] = RandomInRange(1, length*length);
50 }
51
52 // 打印生成的随机数
53 PrintData(data, length);
54
55 // 调用快排函数进行排序
56 QuickSort(data, length, 0, length - 1);
57
58 // 打印快速排序后的数
59 PrintData(data, length);
60
61 return 0;
62
63 }
初始顺序为{49, 38, 65, 97, 76, 13, 27}，基准值为49的数据的第一趟快速排序的实现如下所示：
第一趟排序完之后基准值49之前的{27, 38, 13}都比49小，基准值49之后的{76, 65, 97}都比49大。
3.一般教材上的Partition实现
1 // Partition为分割函数
2 int Partition(int data[], int low, int high) {
3
4 // 将当前表中第一个元素设为基准值，对表进行划分
5 int pivot = data[low];
6
7 // 循环跳出条件
8 while (low < high) {
9 while (low < high && data[high] >= pivot) {
10 --high;
11 }
12
13 // 将比基准值小的元素移动到左端
14 data[low] = data[high];
15
16 while (low < high && data[low] <= pivot) {
17 ++low;
18 }
19
20 // 将比基准值大的元素移动到右端
21 data[high] = data[low];
22 }
23
24 // 基准元素存放到最终位置
25 data[low] = pivot;
26
27 // 返回存放基准值的最终位置
28 return low;
29 }
快速排序其它函数实现如下:
1 void QuickSort(int data[], int low, int high) {
2 // 递归跳出条件
3 if (low < high) {
4 // 将data[low...high]一分为二，pivotpos是基准值
5 int pivotpos = Partition(data, low, high);
6
7 // 对左子表进行递归排序
8 QuickSort(data, low, pivotpos - 1);
9
10 // 对右子表进行递归排序
11 QuickSort(data, pivotpos + 1, high);
12 }
13 }
初始顺序为{49, 38, 65, 97, 76, 13, 27}，基准值为49的数据的第一趟快速排序的实现如下所示：
第一趟排序完之后基准值49之前的{27, 38, 13}都比49小，基准值49之后的{76, 97, 65}都比49大。
4.总结
可以看出，上述这两种思想导致的运行过程是不同的，前者是用small指代小于标准元素的最右位置，在遍历过程中进行交换操作来保证small左边都是小于标准元素的元素，而后者是用low，high分别表示小于和大于基准值的集合边界位置，所以后者更浅显易懂。
标签：Offer,int,data,基准值,high,low,small,排序,快速 来源： https://www.cnblogs.com/codeapes666/p/12089134.html
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