快速排序算法的优化

点赞:3331 浏览:10640 近期更新时间:2023-12-20 作者:网友分享原创网站原创

摘 要快速排序算法是计算机内部排序程序设计中的一种重要操作,在现实生活中有广泛应用.本文主要对在排序过程中记录移动次数进行探讨优化,希望在计算机的学科发展大潮中贡献绵薄力量.

【关 键 词】快速排序记录移动

快速排序是对起泡排序的一种改进,在时间、空间复杂度同数量级的排序方法中,其平均性能最优.其基本思想是,通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序.


1快速排序算法实现

1.1一趟快速排序算法实现

检测设待排序的序列为{L.r[s],L.r[s+1],等,L.r[t]},首先任意选取一个记录(通常可选第一个记录L.r[s])作为枢轴(或支点)(pivot),然后按下述原则重新排列其余记录:将所有关键字较它小的记录都安置在它的位置之前,将所有关键字较它大的记录都安置在它的位置之后.由此可以将该”枢轴”记录最后所落得位置i作分界线,将序列{L.r[s],等,L.r[t]}分割成两个子序列{L.r[s],L.r[s+1],等,L.r[i-1]}和{L.r[i+1],L.r[i+2],等,L.r[t]}.这个过程称做一趟快速排序(或一次划分).

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一趟快速排序的具体做法是:附设两个指针low和high,他们的初值分别为low和high,设枢轴记录的关键字为pivotkey,则首先从high所指位置向前搜索找到第一个关键字小于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换,然后从low所指位置起向后搜索,找到第一个关键字大于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换,重复这两步直至low等于high为止.其算法如下:

intPartition(SqList&L,intlow,inthigh){

pivotkey等于L.r[low].key,

while(low

while(low等于pivotkey)--high,

L.r[low]<---->L.r[high],

while(low

L.r[low]<---->L.r[high],

}

returnlow,

}

1.2递归形式的快速排序算法

通过对一次划分所得的两个子序列递归排序,得到原序列的排序

算法实现如下:

voidQSort(SqList&L,intlow,inthigh){

if(low

pivotloc等于Partition(L,low,high),

QSort(L,low,pivotloc-1),

QSort(L,pivotloc+1,high),

}

}

2对一趟排序算法的优化

由上述算法知,在进行一次记录交换时,需要3次记录移动(赋值)的操作.而在实际上,在排序过程中对枢轴记录的赋值是多余的.因为在排序过程中,当low>等于high时确定枢轴位置即可.因此可以将枢轴记录暂存,当一趟排序结束时才将枢轴记录移动到正确位置.此外,可以将指针的单向移动改为双向移动,即:low指针从开始位置向后搜索,直到遇到第一个大于pivotkey的记录;high指针从开始位置向前搜索,直到遇到第一个小于pivotkey的记录,然后交换low和high指针对应的记录.

算法实现如下:

intPartition(SqList&L,intlow,inthigh){

l等于low,

high等于high+1,

while(low

do{

low++,

}while(L.r[low].keydo{

high--,

}while(L.r[high].key>pivotkey)

swap(L.r[low],L.r[high]),//交换两条记录

}

swap(L.r[low],L.r[high]),//当low>等于high时撤销最后一次交换

swap(L.r[l],L.r[high]),

returnhigh,

}

对比可知:优化后的一趟排序算法不必对枢轴重复赋值

3过程事例

如图1图2所示.

4结束语

本文从快速排序算法的记录移动过程入手,针对一趟快速排序的枢轴移动赋值进行优化,并且将指针的单向移动改为双向移动,使得排序过程更加清楚.