C/C++实现三路快速排序算法原理

发布时间:2020-03-25 03:39:01发布者:admin浏览数:

书接上文,上次讲到了双路快速排序,双路快速排序是将等于v(标志数)的数也进行交换,从而避免了在处理有大量重复数据的数组分组时的不平衡。而三路快速排序则是将等于v的数也分成一组,同样可以解决上述问题。其原理如下:

1、采用随机排序的方法将某个数作为分割数,放在数组开头,该数定义为v。将小于v的一段数组开头的数索引定义为lt,将需要遍历的数组的索引定义为i,将小于v的一段数组的索引定义为gt,数组的开头和结尾的索引分别为lr。原理图如下:

2、对索引i进行维护,逐个比较索引i对应的数与v的关系。如果arr[i]<v,那么将arr[i]和arr[lt+1]交换,之后将索引ilt分别向后移动一位。如下图蓝色的e和灰绿色的那块相交换


3、如果arr[i]=v,则将arr[i]纳入等于v的那一部分,之后将索引i向后移动一位

4、如果arr[i]>v,则将arr[i]与arr[gt-1]交换位置,之后将索引gt向前移动一位,但是要注意,这时,索引i不需要移动,因为交换过来的数不知道大小,下一步还需要接着判断。

5、按照这个流程,gt会和i重合,则结束比较的过程

6、最后,不要忘了将arr[l]和arr[lt]交换位置,注意:这里交换位置的是arr[lt]。排序完成

代码如下:

#ifndef QUICKSORT3_H#define QUICKSORT3_H//三路快速排序算法#include <iostream> #include <stdlib.h>using namespace std;template <typename T>void __QuickSort3way(T *arr,int l,int r){ //递归的终止条件 if (l>=r) { return; } else { //随机快速排序选取的随机值,为了避免在整体大致有序的情况下产生分组不平衡现象,使算法退化 int RAND = (rand() % (r - l) + l); swap(arr[l], arr[RAND]); T v = arr[l]; //小于v的分组的初始索引 int lt = l; //大于v的分组的初始索引 int gt = r + 1; //等于v的分组的初始索引,并且,此索引是数组遍历值的索引 int i = l + 1; while (i<gt) { //如果遍历的数据小于v if (arr[i]<v) { //将该数组与第一个等于v的数据交换 swap(arr[lt + 1], arr[i]); //维护小于v的索引和待遍历的数据的索引 lt++; i++; } //如果数据大于v else if (arr[i]>v) { //交换该数与大于v的第一个数,但是在这里不需要维护i的索引 swap(arr[i], arr[gt - 1]); gt--; } else//arr[i]==v { i++;//直接维护i的索引 } } //最后将数组第一个数v和小于v的最后一个数互换 swap(arr[l],arr[lt]); __QuickSort3way(arr,l,lt); __QuickSort3way(arr,gt,r); }}template <typename T>void QuickSort3way(T *arr,int n){ __QuickSort3way(arr, 0, n - 1);}#endif // !QUICKSORT3_H

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

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