您的位置:首页 > 健康 > 美食 > 初阶数据结构之快速排序(续)和归并排序

初阶数据结构之快速排序(续)和归并排序

2024/10/5 19:20:18 来源:https://blog.csdn.net/Mr_Xuhhh/article/details/141338106  浏览:    关键词:初阶数据结构之快速排序(续)和归并排序

挖洞法

思路: 创建左右指针。⾸先从右向左找出⽐基准⼩的数据,找到后⽴即放⼊左边坑中,当前位置变为新 的"坑",然后从左向右找出⽐基准⼤的数据,找到后⽴即放⼊右边坑中,当前位置变为新的"坑",结 束循环后将最开始存储的分界值放⼊当前的"坑"中,返回当前"坑"下标(即分界值下标)
在这里插入图片描述
代码如下:

int _QuickSort(int* arr, int left, int right)
{//定义坑int hole = left;int key = arr[hole];while (left < right){//挖坑while (left<right && arr[right]>arr[key]){--right;}//填坑arr[hole] = arr[left];hole = left;while (left<right&&arr[left]<arr[key]){++left;}arr[hole] = arr[right];hole = right;}arr[hole] = key;return hole;
}

lomuto前后指针

创建前后指针,从左往右找⽐基准值⼩的进⾏交换,使得⼩的都排在基准值的左边
在这里插入图片描述

void Swap(int* x, int* y)
{int tmp = *x;*x = *y;*y = tmp;
}
int _QuickSort(int* arr, int left, int right)
{//prev起到占位置的作用,cur跟keyi比较大小,找到小于keyi的并且cur!=keyi的时候与//prev交换int prev = left, cur = prev + 1;int keyi = left;while (cur <= right)//这里加不加等号区别不是很大,因为快速排序对于处理这样重复的数据时间复杂度较高{if (arr[cur] < arr[keyi] && ++prev != cur){Swap(&arr[cur], &arr[prev]);}cur++;}//keyi和prev交换Swap(&arr[keyi], &arr[prev]);return prev;
}

快速排序特性总结:

时间复杂度: O(nlogn)

空间复杂度: O(logn)

快速排序的非递归

需要借助数据结构:
在这里插入图片描述代码如下:

//Stack.h
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>//定义栈的结构
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* arr;int capacity;     //栈的空间大小int top;          //栈顶
}ST;void STInit(ST* ps);
void STDestroy(ST* ps);//栈顶---入数据、出数据
void StackPush(ST* ps, STDataType x);
void StackPop(ST* ps);//取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps);bool StackEmpty(ST* ps);//获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* ps);
//Stack.c
#include"Stack.h"void STInit(ST* ps)
{assert(ps);ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->top = 0;
}void STDestroy(ST* ps)
{assert(ps);if (ps->arr)free(ps->arr);ps->arr = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);//1.判断空间是否足够if (ps->capacity == ps->top){int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail!");exit(1);}ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}//空间足够ps->arr[ps->top++] = x;
}
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}
void StackPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));--ps->top;
}//取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];
}//获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}
//QuickSort.h
#include <stdio.h>
void QuickSortNonR(int* arr, int left, int right);
void Swap(int* x, int* y);
//QuickSort.c
void Swap(int* x, int* y)
{int tmp = *x;*x = *y;*y = tmp;
}
void QuickSortNonR(int* arr, int left, int right)
{ST st;STInit(&st);StackPush(&st, right);StackPush(&st, left);while (!StackEmpty(&st)){//取栈顶元素---取两个int begin = StackTop(&st);StackPop(&st);int end = StackTop(&st);StackPop(&st);//类似于双指针法int prev = begin;int cur = prev + 1;int keyi = begin;while (cur <= end){if (arr[cur] < arr[keyi] && ++prev != cur){Swap(&arr[cur], &arr[prev]);}cur++;}Swap(&arr[prev], &arr[keyi]);keyi = prev;//划分左右区间//右区间if (keyi + 1 < end){StackPush(&st, end);StackPush(&st, keyi + 1);}//左区间if (keyi - 1 > begin){StackPush(&st, begin);StackPush(&st, keyi - 1);}}
}

归并排序

归并排序算法思想: 归并排序(MERGE-SORT)是建⽴在归并操作上的⼀种有效的排序算法,该算法是采⽤分治法(Divide and Conquer)的⼀个⾮常典型的应⽤。将已有序的⼦序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个 ⼦序列有序,再使⼦序列段间有序。若将两个有序表合并成⼀个有序表,称为⼆路归并。 归并排序核 ⼼步骤:
在这里插入图片描述

//MergeSort.h
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>void MergeSort(int* arr, int n);
void _MergeSort(int* arr, int left, int right, int* tmp);
//MergeSort.c
#include "MergeSort.h"void _MergeSort(int* arr, int left, int right, int* tmp)
{//递归if (left <= right){return;}//基准值int mid = (left + right) / 2;_MergeSort(arr, left, mid - 1, tmp);_MergeSort(arr, mid + 1, right, tmp);//划分左右区间int begin1 = left;int end1 = mid;int begin2 = mid + 1;int end2 = right;//对于临时数组的初始化,如果是右边的区间,不能够从0开始//合并int index = begin1;while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2){if (begin1 <= end1){tmp[index++] = arr[begin1++];}if (begin2 <= end2){tmp[index++] = arr[begin2++];}}//出现越界,要么左区间,要么右区间while (begin1 <= end1){tmp[index++] = arr[begin1++];}while (begin2 <= end2){tmp[index++] = arr[begin2++];}//将临时的拷贝到数组中去for (int i = left; i < right; i++){arr[i] = tmp[i];}
}void MergeSort(int* arr, int n)
{int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);_MergeSort(arr, 0, n - 1,tmp);free(tmp);
}

在这里插入图片描述
哈哈哈哈哈还是比较烧脑的,希望大家有所收获,peace!!!
在这里插入图片描述

版权声明:

本网仅为发布的内容提供存储空间,不对发表、转载的内容提供任何形式的保证。凡本网注明“来源:XXX网络”的作品,均转载自其它媒体,著作权归作者所有,商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

我们尊重并感谢每一位作者,均已注明文章来源和作者。如因作品内容、版权或其它问题,请及时与我们联系,联系邮箱:809451989@qq.com,投稿邮箱:809451989@qq.com