数据结构之快速排序快速排序算法原理和实现方法
数据结构实验报告八-快速排序
实验8 快速排序1．需求分析（1）输入的形式和输入值的范围：第一行是一个整数n，代表任务的件数。
接下来一行，有n个正整数，代表每件任务所用的时间。
中间用空格或者回车隔开。
不对非法输入做处理，及假设用户输入都是合法的。
（2）输出的形式：输出有n行，每行一个正整数，从第一行到最后一行依次代表着操作系统要处理的任务所用的时间。
按此顺序进行，则使得所有任务等待时间最小。
（3）程序所能达到的功能：在操作系统中，当有n 件任务同时来临时，每件任务需要用时ni，输出所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。
（4）测试数据：输入请输入任务个数：9请输入任务用时：5 3 4 2 6 1 5 7 3输出任务执行的顺序：1 2 3 3 4 5 5 6 72．概要设计（1）抽象数据类型的定义：为实现上述程序的功能，应以整数存储用户的第一个输入。
并将随后输入的一组数据储存在整数数组中。
（2）算法的基本思想：如果将任务按完成时间从小到大排序，则在完成前一项任务时后面任务等待的时间总和最小，即得到最小的任务处理顺序。
采取对输入的任务时间进行快速排序的方法可以在相对较小的时间复杂度下得到从小到大的顺序序列。
3．详细设计（1）实现概要设计中定义的所有数据类型：第一次输入的正整数要求大于零，为了能够存储，采用int型定义变量。
接下来输入的一组整数，数据范围大于零，为了排序需要，采用线性结构存储，即int类型的数组。
（2）实现程序的具体步骤：一.程序主要采取快速排序的方法处理无序数列：1．在序列中根据随机数确定轴值，根据轴值将序列划分为比轴值小和比轴值大的两个子序列。
2．对每个子序列采取从左右两边向中间搜索的方式，不断将值与轴值比较，如果左边的值大于轴值而右边的小于轴值则将二者交换，直到左右交叉。
3．分别对处理完毕的两个子序列递归地采取1，2步的操作，直到子序列中只有一个元素。
二.程序各模块的伪代码：1、主函数int main(){int n;cout<<"请输入任务个数：";cin>>n;int a[n];cout<<"请输入任务用时：";for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];qsort(a,0,n-1); //调用“快排函数”cout<<"任务执行的顺序：";for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" "; //输出排序结果}2、快速排序算法：void qsort(int a[],int i,int j){if(j<=i)return; //只有一个元素int pivotindex=findpivot(a,i,j); //调用“轴值寻找函数”确定轴值swap(a,pivotindex,j); //调用“交换函数”将轴值置末int k=partition(a,i-1,j,a[j]); //调用“分割函数”根据轴值分割序列swap(a,k,j);qsort(a,i,k-1); //递归调用，实现子序列的调序qsort(a,k+1,j);}3、轴值寻找算法：//为了保证轴值的“随机性”，采用时间初始化种子。
c快速排序题
c快速排序题含解答共5道题目一：快速排序基本原理问题：简要解释快速排序的基本原理。
说明它是如何工作的。
解答：快速排序是一种基于分治思想的排序算法。
其基本原理如下：1. 分解：选择一个元素作为基准（通常选择数组的第一个元素），将数组分成两个子数组，小于基准的元素放在左边，大于基准的元素放在右边。
2. 递归：递归地对左右两个子数组进行排序。
3. 合并：已排序的子数组合并成最终的排序数组。
题目二：递归实现快速排序问题：使用递归的方式实现快速排序算法。
解答：```c#include <stdio.h>void swap(int *a, int *b) {int temp = *a;*a = *b;*b = temp;}int partition(int arr[], int low, int high) {int pivot = arr[low];int i = low + 1;int j = high;while (1) {while (i <= j && arr[i] <= pivot)i++;while (i <= j && arr[j] > pivot)j--;if (i <= j)swap(&arr[i], &arr[j]);elsebreak;}swap(&arr[low], &arr[j]);return j;}void quicksort(int arr[], int low, int high) {if (low < high) {int pivot = partition(arr, low, high);quicksort(arr, low, pivot - 1);quicksort(arr, pivot + 1, high);}}int main() {int arr[] = {64, 25, 12, 22, 11};int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("Unsorted array: ");for (int i = 0; i < n; i++)printf("%d ", arr[i]);quicksort(arr, 0, n - 1);printf("\nSorted array: ");for (int i = 0; i < n; i++)printf("%d ", arr[i]);return 0;}```题目三：非递归实现快速排序问题：使用非递归的方式实现快速排序算法。
5. 5排序算法--快速与归并 课件-2021-2022学年浙教版（2019）高中信息技术选修1
快速排序算法
·快速排序算法(用栈实现)
代码：
def quick_sort(array, l, r): if l >= r: return stack = [] stack.append(l) stack.append(r) while stack: low = stack.pop(0) hight = stack.pop(0) if hight - low <= 0: continue k = array[hight] i = low - 1 for j in range(low, hight):
选修1《数据与数据结构》
第五章 数据结构与算法
5.5 排序算法 --快速与归并
学习目标
快速排序算法 归并排序算法
排序算法
快速排序算法
排序算法
·快速排序的基本思路
快速排序使用分治法策略来把一个串行（list）分为两个子串行（sub-lists）。
算法步骤：
1、 在数组中选一个基准数（通常为数组第一个）。 2、将数组中小于基准数的数据移到基准数左边，大于基准数的移到右边。 3、对于基准数左、右两边的数组，不断重复以上两个过程，直到每个子集只 有一个元素，即为全部有序。
排序算法
k = l #归并子数组的索引 while i < n1 and j < n2:
if L[i] <= R[ j]: arr[k] = L[i] i += 1
else: arr[k] = R[ j] j += 1
k += 1 while i < n1:
arr[k] = L[i] i += 1 k += 1 while j < n2: arr[k] = R[ j] j += 1 k += 1
快速排序ppt课件
在实际项目中的应用
数据库索引
数据库索引的建立和维护可以采用快速排序的思想。通 过快速排序的分区操作，可以将索引分成有序的多个部 分，便于快速查找和定位数据。
搜索引擎
搜索引擎中的网页排名算法可以采用快速排序的思想。 通过对网页进行快速排序，可以将最相关的网页排在前 面，提高搜索结果的准确性和用户体验。
提高效率。
02
快速排序算法原理
分治策略
分治策略是快速排序的核心思想，即将一个复杂的问题分解为若干个较小的、更易 于解决的子问题。
在快速排序中，原数组被选定的基准元素划分为两个子数组，使得一个子数组的所 有元素都比基准元素小，另一个子数组的所有元素都比基准元素大。
通过递归地对这两个子数组进行快速排序，最终得到有序的数组。
05
快速排序的变种
快速三向切分排序
总结词
基于快速排序的变种，将数组分为三个部分进行排序。
详细描述
快速三向切分排序是在快速排序的基础上进行的一种改进。它将待排序的数组分为三个部分，左边的已排序部分、 中间的未排序部分和右边的已排序部分。然后对中间的未排序部分进行快速排序，并将结果与左右两边的已排序 部分进行合并，从而实现整个数组的排序。
pivot = arr[len(arr) // 2]
代码实现
middle = [x for x in arr
01 if x == pivot]
right = [x for x in arr if
03 x > pivot]
return quicksort(left) +
02
middle +
quicksort(right)
VS
详细描述
快速基数排序是一种非比较型整数排序算 法，它将整数按位数切割成不同的数字， 然后按每个位数分别比较。具体实现中， 从最低位开始，对每一位使用稳定的排序 算法（如计数排序）进行排序，直到最高 位。由于只针对整数有效，因此对于浮点 数需要做一些额外处理。
快速排序的实现原理
快速排序的实现原理快速排序（Quick Sort）是一种常用的排序算法，它的核心思想是通过递归分治的方法将待排序序列分割成较小的子序列，然后分别对这些子序列进行排序，最后再将所有子序列的结果合并成一个有序序列。
快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(1)。
快速排序的实现原理如下：1. 选择基准元素：从待排序序列中选择一个元素作为基准元素，一般选择第一个或最后一个元素。
2. 分割操作：将待排序序列分割成两部分，使得左边的元素都比基准元素小，右边的元素都比基准元素大。
可以使用两个指针分别从序列的首尾开始遍历，当两个指针相遇时停止，将基准元素与相遇位置的元素交换位置。
3. 递归排序：对分割得到的两个子序列进行递归调用快速排序算法，直到子序列的长度为1或0时停止递归。
递归调用快速排序算法会不断地将序列分割成较小的子序列，并进行分割操作。
4. 合并结果：将排序好的子序列合并起来，得到最终的有序序列。
快速排序的关键步骤是选择基准元素和分割操作。
选择一个合适的基准元素可以影响快速排序的性能，一般的实现方法是选择序列的第一个或最后一个元素作为基准元素。
基准元素选择得越好，快速排序的效率就越高。
在分割操作中，首先设置两个指针i和j，i指向序列的首部，j指向序列的尾部。
然后将i和j向中间移动，如果i指向的元素大于等于基准元素且j指向的元素小于等于基准元素，则交换两个元素的位置。
当i和j相遇时，停止移动，并将基准元素与相遇位置的元素进行交换。
这样就完成了一次分割操作，将序列分割成两部分。
接下来，对分割得到的两个子序列进行递归调用快速排序算法。
每次递归调用都会再次选择基准元素、进行分割操作和递归排序。
通过不断地分割和递归排序，最终可以得到有序序列。
快速排序是一种原地排序算法，即不需要额外的空间来存储中间结果。
它通过不断地交换元素的位置来实现排序，所以空间复杂度为O(1)。
在最坏情况下，快速排序的时间复杂度为O(n^2)，即当待排序序列已经是有序的或逆序的情况下。
CC++实现快速排序算法的思路及原理解析
CC++实现快速排序算法的思路及原理解析⽬录快速排序2. 实现原理3. 动态演⽰4. 完整代码5. 结果展⽰6. 算法分析快速排序1. 算法思想快速排序的基本思想：通过⼀趟排序将待排记录分隔成独⽴的两部分，其中⼀部分记录的关键字均⽐另⼀部分的关键字⼩，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。
2. 实现原理2.1、设置两个变量 low、high，排序开始时：low=0，high=size-1。
2.2、整个数组找基准正确位置，所有元素⽐基准值⼩的摆放在基准前⾯，所有元素⽐基准值⼤的摆在基准的后⾯默认数组的第⼀个数为基准数据，赋值给key，即key=array[low]。
因为默认数组的第⼀个数为基准，所以从后⾯开始向前搜索（high–），找到第⼀个⼩于key的array[high]，就将 array[high] 赋给 array[low]，即 array[low] = array[high]。
（循环条件是 array[high] >= key；结束时 array[high] < key）此时从前⾯开始向后搜索（low++），找到第⼀个⼤于key的array[low]，就将 array[low] 赋给 array[high]，即 array[high] = array[low]。
（循环条件是 array[low] <= key；结束时 array[low] > key）循环 2-3 步骤，直到 low=high，该位置就是基准位置。
把基准数据赋给当前位置。
2.3、第⼀趟找到的基准位置，作为下⼀趟的分界点。
2.4、递归调⽤（recursive）分界点前和分界点后的⼦数组排序，重复2.2、2.3、2.4的步骤。
2.5、最终就会得到排序好的数组。
3. 动态演⽰4. 完整代码三个函数基准插⼊函数：int getStandard(int array[],int low,int high)（返回基准位置下标）递归排序函数：void quickSort(int array[],int low,int high)主函数：int main()#include <stdio.h>#include <stdlib.h>void display(int* array, int size) {for (int i = 0; i < size; i++) {printf("%d ", array[i]);}printf("\n");}int getStandard(int array[], int i, int j) {// 基准数据int key = array[i];while (i < j) {// 因为默认基准是从左边开始，所以从右边开始⽐较// 当队尾的元素⼤于等于基准数据时,就⼀直向前挪动 j 指针while (i < j && array[j] >= key) {j--;}// 当找到⽐ array[i] ⼩的时，就把后⾯的值 array[j] 赋给它if (i < j) {array[i] = array[j];}// 当队⾸元素⼩于等于基准数据时,就⼀直向后挪动 i 指针while (i < j && array[i] <= key) {i++;}// 当找到⽐ array[j] ⼤的时，就把前⾯的值 array[i] 赋给它if (i < j) {array[j] = array[i];}}// 跳出循环时 i 和 j 相等,此时的 i 或 j 就是 key 的正确索引位置// 把基准数据赋给正确位置array[i] = key;return i;}void QuickSort(int array[], int low, int high) {// 开始默认基准为 lowif (low < high) {// 分段位置下标int standard = getStandard(array, low, high);// 递归调⽤排序// 左边排序QuickSort(array, low, standard - 1);// 右边排序QuickSort(array, standard + 1, high);}}// 合并到⼀起快速排序// void QuickSort(int array[], int low, int high) {// if (low < high) {// int i = low;// int j = high;// int key = array[i];// while (i < j) {// while (i < j && array[j] >= key) {// j--;// }// if (i < j) {// array[i] = array[j];// }// while (i < j && array[i] <= key) {// i++;// }// if (i < j) {// array[j] = array[i];// }// }// array[i] = key;// QuickSort(array, low, i - 1);// QuickSort(array, i + 1, high);// }// }int main() {int array[] = {49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49, 10};int size = sizeof(array) / sizeof(int);// 打印数据printf("%d \n", size);QuickSort(array, 0, size - 1);display(array, size);// int size = 20;// int array[20] = {0}; // 数组初始化// for (int i = 0; i < 10; i++) { // 数组个数// for (int j = 0; j < size; j++) { // 数组⼤⼩// array[j] = rand() % 1000; // 随机⽣成数⼤⼩ 0~999// }// printf("原来的数组：");// display(array, size);// QuickSort(array, 0, size - 1);// printf("排序后数组：");// display(array, size);// printf("\n");// }return 0;}5. 结果展⽰（递归调⽤，不好展⽰每次排序结果）6. 算法分析时间复杂度：最好： O ( n l o g 2 n ) O(n log_{2} n) O(nlog2n)最坏： O ( n 2 ) O(n^2) O(n2)平均： O ( n l o g 2 n ) O(n log_{2} n) O(nlog2n)空间复杂度： O ( n l o g 2 n ) O(n log_{2} n) O(nlog2n)稳定性：不稳定到此这篇关于C/C++实现快速排序算法的思路及原理解析的⽂章就介绍到这了,更多相关C++实现快速排序算法内容请搜索以前的⽂章或继续浏览下⾯的相关⽂章希望⼤家以后多多⽀持！。
快速排序算法实验报告
快速排序算法实验报告快速排序一、问题描述在操作系统中，我们总是希望以最短的时间处理完所有的任务。
但事情总是要一件件地做，任务也要操作系统一件件地处理。
当操作系统处理一件任务时，其他待处理的任务就需要等待。
虽然所有任务的处理时间不能降低，但我们可以安排它们的处理顺序，将耗时少的任务先处理，耗时多的任务后处理，这样就可以使所有任务等待的时间和最小。
只需要将n 件任务按用时去从小到大排序，就可以得到任务依次的处理顺序。
当有 n 件任务同时来临时，每件任务需要用时ni，求让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。
二、需求分析1. 输入事件件数n，分别随机产生做完n件事所需要的时间；2. 对n件事所需的时间使用快速排序法，进行排序输出。
排序时，要求轴值随机产生。
3. 输入输出格式：输入：第一行是一个整数n，代表任务的件数。
接下来一行，有n个正整数，代表每件任务所用的时间。
输出：输出有n行，每行一个正整数，从第一行到最后一行依次代表着操作系统要处理的任务所用的时间。
按此顺序进行，则使得所有任务等待时间最小。
4. 测试数据：输入 95 3 4 26 1 57 3 输出1 2 3 3 4 5 5 6 7三、概要设计抽象数据类型因为此题不需要存储复杂的信息，故只需一个整型数组就可以了。
算法的基本思想对一个给定的进行快速排序，首先需要选择一个轴值，假设输入的数组中有k个小于轴值的数，于是这些数被放在数组最左边的k个位置上，而大于周知的结点被放在数组右边的n-k个位置上。
k也是轴值的下标。
这样k把数组分成了两个子数组。
分别对两个子数组，进行类似的操作，便能得到正确的排序结果。
程序的流程输入事件件数n-->随机产生做完没个事件所需时间-->对n个时间进行排序-->输出结果快速排序方法：初始状态 72 6 57 88 85 42 l r第一趟循环 72 6 57 88 85 42 l r 第一次交换 6 72 57 88 85 42 l r 第二趟循环 6 72 57 88 85 42 r l 第二次交换 72 6 57 88 85 42 r l反转交换 6 72 57 88 85 42 r l这就是依靠轴值，将数组分成两部分的实例。
数据结构与算法——快速排序算法
数据结构与算法——快速排序算法算法描述快速排序是基于分治的思想，是冒泡排序的改进型。
⾸先在数组中选择⼀个基准点（该基准点的选取可能会影响快速排序算法的效率），然后分别从数组的两端扫描数组。
设两个指⽰标志（low指向起始位置，high指向末尾位置），⾸先从后半部分开始，如果发现有元素⽐该基准点的值⼩，就交换low和high位置的值，然后从前半部分开始扫描，发现有元素⼤于基准点的值，就交换low和high位置的值，如此往复循环，直到low>=high，然后把基准点的值放到high这个位置，⼀次排序就完成了。
以后采⽤递归的⽅式分别对前半部分和后半部分排序，以达到整个序列有序的⽬的。
代码实现：1public class QuickSort {23public void quickSort(int[] arr,int low,int high) {4int pivot;5if(low<high) {6 pivot=partition(arr,low,high);7 quickSort(arr,low,pivot-1);8 quickSort(arr,pivot+1,high);9 }10 }1112public int partition(int[] arr,int low,int high) {13int pivotKey;14 pivotKey=arr[low];15while(low<high) {16while(low<high && arr[high]>=pivotKey) {17 high--;18 }19 swap(arr,low,high);20while(low<high && arr[low]<=pivotKey) {21 low++;22 }23 swap(arr,low,high);24 }25return low;26 }2728public void swap(int[] arr,int i,int j) {29int temp=arr[i];30 arr[i]=arr[j];31 arr[j]=temp;32 }33 }优化⼀：优化选取的基准点1public class QuickSort {2/*3 * 三数取中(选取基准点)4 *5*/6public void quickSort(int[] arr,int low,int high) {7int pivot;8if(low<high) {9 pivot=partition(arr,low,high);10 quickSort(arr,low,pivot-1);11 quickSort(arr,pivot+1,high);12 }13 }14public int partition(int[] arr,int low,int high) {15int pivotKey;16int mid=(low+high)/2;17if(arr[low]>arr[high]) {18 swap(arr,low,high);19 }20if(arr[mid]>arr[high]) {21 swap(arr,mid,high);22 }23if(arr[mid]>arr[low]) {24 swap(arr,low,mid);25 }26 pivotKey=arr[low];27while(low<high) {28while(low<high && arr[high]>=pivotKey) {29 high--;30 }31 swap(arr,low,high);32while(low<high && arr[low]<=pivotKey) {33 low++;34 }35 swap(arr,low,high);36 }37return low;3839 }40public void swap(int[] arr,int i,int j) {41int temp=arr[i];42 arr[i]=arr[j];43 arr[j]=temp;44 }45 }优化⼆：优化不必要的交换1public class QuickSort {2public void quickSort(int[] arr,int low,int high) {3int pivot;4if(low<high) {5 pivot=partition(arr,low,high);6 quickSort(arr,low,pivot-1);7 quickSort(arr,pivot+1,high);8 }9 }10public int partition(int[] arr,int low,int high) {11int pivotKey;12int mid=(low+high)/2;13if(arr[low]>arr[high]) {14 swap(arr,low,high);15 }16if(arr[mid]>arr[high]) {17 swap(arr,mid,high);18 }19if(arr[mid]>arr[low]) {20 swap(arr,low,mid);21 }22 pivotKey=arr[low];23while(low<high) {24while(low<high && arr[high]>=pivotKey) {25 high--;26 }27 arr[low]=arr[high];//采⽤替换⽽不是交换的⽅式进⾏操作28while(low<high && arr[low]<=pivotKey) {29 low++;30 }31 arr[high]=arr[low];//采⽤替换⽽不是交换的⽅式进⾏操作32 }33 arr[low]=pivotKey;34return low;35 }36public void swap(int[] arr,int i,int j) {37int temp=arr[i];38 arr[i]=arr[j];39 arr[j]=temp;40 }41 }快速排序算法的复杂度分析最优情况：最优情况下是指每次区间划分的结果都是基准关键字的左右两边长度相等或者相差为1，即选取的基准关键字为待排序的记录的中间值。
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数据结构之快速排序快速排序算法原理和实
现方法
快速排序是一种常用的排序算法，其原理是通过将待排序序列划分
成较小和较大两个子序列，然后对两个子序列进行递归排序，最终得
到有序序列。
本文将介绍快速排序算法的原理和实现方法。
一、快速排序算法原理
快速排序算法的原理可以分为以下几个步骤：
1. 选择一个基准元素：从待排序序列中选择一个元素作为基准元素，通常选择第一个元素或最后一个元素。
2. 分割操作：将待排序序列划分成两个子序列，使得左边子序列中
的元素都小于基准元素，右边子序列中的元素都大于基准元素。
同时
基准元素位于两个子序列中间的正确位置。
3. 递归排序：对左边子序列和右边子序列分别进行递归排序。
4. 合并操作：将左边子序列、基准元素和右边子序列合并起来，得
到最终的有序序列。
二、快速排序算法实现方法
下面给出一种常见的实现快速排序算法的方法：
1. 选择基准元素：从待排序序列中选择第一个元素作为基准元素。
2. 定义两个指针：设置两个指针low和high，分别指向待排序序列的起始位置和结束位置。
3. 划分操作：循环执行以下操作，直到low和high相遇为止：
- 从high指针开始，向前遍历，找到一个小于等于基准元素的元素，将其与low指针指向的元素进行交换。
- 从low指针开始，向后遍历，找到一个大于基准元素的元素，将其与high指针指向的元素进行交换。
4. 递归排序：对基准元素左边的子序列和右边的子序列进行递归排序。
5. 合并操作：将左边子序列、基准元素和右边子序列合并起来。
三、示例代码
下面给出示例代码，演示如何实现快速排序算法：
```python
def quick_sort(arr, low, high):
if low < high:
pivot_index = partition(arr, low, high) # 划分操作，得到基准元素的正确位置
quick_sort(arr, low, pivot_index - 1) # 对基准元素左边的子序列进行递归排序
quick_sort(arr, pivot_index + 1, high) # 对基准元素右边的子序列进行递归排序
def partition(arr, low, high):
pivot = arr[low] # 选择第一个元素作为基准元素
while low < high:
while low < high and arr[high] >= pivot:
high -= 1
arr[low] = arr[high]
while low < high and arr[low] <= pivot:
low += 1
arr[high] = arr[low]
arr[low] = pivot
return low
# 测试
arr = [6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4]
quick_sort(arr, 0, len(arr)-1)
print(arr) # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
```
以上是快速排序算法的原理和实现方法。
快速排序算法以其高效的时间复杂度和良好的性能而闻名，被广泛应用于各种排序场景中，是值得学习和掌握的经典算法之一。