算法竞赛——快速排序

快速排序算法和归并排序算法都可以用分治法的思想来解决，其区别是归并排序是等份左右划分，而快速排序则是按标兵进行划分，也不需要合并。

分治三步骤: 划分问题：按标兵元素，将序列分成左右两部分，左边序列全小于等于标兵元素，右边序列全大于等于标兵元素。; 递归求解：把左右两部分分别排序。; 合并问题：不用合并，因为容器内元素已然有序。

算法实现

// 快速排序算法
void qSort(int *a, int lef, int righ) {// 递归边界if(lef > righ) {return;}// 取标兵值int centerV = a[lef + (righ - lef) / 2];// 大于标兵值的元素放在标兵值右边// 小于标兵值的元素放在标兵值左边int i = lef;int j = righ;while(i <= j) {// 从左往右扫描到大于标兵值的元素for(; i <= j; i++) {if(a[i] >= centerV) {break;}}// 从右往左扫描到小于标兵值的元素for(; j >= i; j--) {if(a[j] <= centerV) {break;}}// 退出条件if(i > j) {break;}// 交换swap(a[i], a[j]);i++;j--;}// 递归求解左半qSort(a, lef, j);// 递归求解右半qSort(a, i, righ);}

测试主程序

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <fstream>using namespace std;// 快速排序算法
void qSort(int *a, int lef, int righ) {// 递归边界if(lef > righ) {return;}// 取标兵值int centerV = a[lef + (righ - lef) / 2];// 大于标兵值的元素放在标兵值右边// 小于标兵值的元素放在标兵值左边int i = lef;int j = righ;while(i <= j) {// 从左往右扫描到大于标兵值的元素for(; i <= j; i++) {if(a[i] >= centerV) {break;}}// 从右往左扫描到小于标兵值的元素for(; j >= i; j--) {if(a[j] <= centerV) {break;}}// 退出条件if(i > j) {break;}// 交换swap(a[i], a[j]);i++;j--;}// 递归求解左半qSort(a, lef, j);// 递归求解右半qSort(a, i, righ);}void quickSort(int *a, int n) {qSort(a, 0, n - 1);
}// 生成指定范围的随机数
int random(int m, int n) {int pos, dis;if(m == n) {return m;} else if(m > n) {pos = n;dis = m - n + 1;return rand() % dis + pos;} else {pos = m;dis = n - m + 1;return rand() % dis + pos;}
}// 产生随机序列
void makeRandomSequences(int m, int n, int num) {ofstream filerandom("quicksort.in");// 根据时间产生相应的种子值srand((int)time(NULL));for(int i = 0; i < num; i++) {filerandom << random(m, n) << " ";// 数据量逢十换行if(!((i + 1) % 10)) {filerandom << endl;}}filerandom.close();
}int main() {
//    // 测试数据(小量)
//    int a[] = {321, 3, -3, 5, 5, 3, 5435, -11, 3423, 4432, -4421, 34432};
//    int n =12;
//    cout << "排序之前：";
//    for(int i = 0; i < n; i++) {//        cout << a[i] << " ";
//    }
//    cout << endl;
//
//    quickSort(a, n);
//
//    cout << "排序之后：";
//    for(int i = 0; i < n; i++) {//        cout << a[i] << " ";
//    }
//    cout << endl;// 产生随机序列// makeRandomSequences(-10000, 10000, 100000);int a[200000];int n = 0;ifstream fileInSeq("quicksort.in");// 打开失败if(!fileInSeq.is_open()) {cout << "Error opening file" << endl;return -1;}// 赋值处理while(!fileInSeq.eof()) {fileInSeq >> a[n++];}fileInSeq.close();n--;quickSort(a, n);ofstream fileOutSeq("quicksort.out");for(int i = 0; i < n; i++) {fileOutSeq << a[i] << " ";if(!((i + 1) % 10)) {fileOutSeq << endl;}}return 0;
}

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