拂晓晨光 發表於 2023-8-21 00:00:00

Linux静态链接库使用类模板的快速排序算法

<p>
        快速排序的本质是从数组中选一个参考值ref,比该参考值的大的,将其放在ref的右边,比ref小的放在左边,然后不断的对两边重复执行该动作</p>
<p>
        我们先列出来快速排序的步骤:</p>
<p>
        1.从数组中选一个参考值ref,比该参考值的大的,将其放在ref的右边,</p>
<p>
        上面的动作将数组划分为两部分:</p>
<p>
        A ref B</p>
<p>
        A是比ref小的数组元素集合,它仍然是数组,B是比ref大的元素集合,它也仍然是数组</p>
<p>
        2.在对ref左右两边的元素重复上述动作,直到A和B都只剩下一个元素,那么排序就算完成了。</p>
<p>
         </p>
<p>
        重点是如何分别选出来两个集合A和B。算法导论里面把这个步骤叫做partition动作。</p>
<p>
        先把算法导论里面的伪代码贴出来,大家先看一下:</p>
<p>
        先看第一种ref的选择方法,即ref = a</p>
<div class="jb51code">
        <div>
                <div class="syntaxhighlighterxhtml" id="highlighter_731675">
                        <div class="toolbar">
                                <span>?</span>
</div>
                        <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr>
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                                                                1</div>
                                                        <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                2</div>
                                                        <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                3</div>
                                                        <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                4</div>
                                                        <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                5</div>
                                                        <div class="line number6 index5 alt1">
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                                                                10</div>
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                                                                12</div>
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                                                                13</div>
                                                        <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                14</div>
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                                                        <div class="line number16 index15 alt1">
                                                                16</div>
                                                </td>
                                                <td class="code">
                                                        <div class="container">
                                                                <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">partition(a[], p, r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">i = p</code>
</div>
                                                                <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">j = p-1</code>
</div>
                                                                <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">ref = a</code>
</div>
                                                                <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">for(; i&lt;r; i++)</code>
</div>
                                                                <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{  </code>
</div>
                                                                <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(a&lt;ref)</code>
</div>
                                                                <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">j++</code>
</div>
                                                                <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">exchange(a, a)</code>
</div>
                                                                <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">exchange(a, a)</code>
</div>
                                                                <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">return j+1;</code>
</div>
                                                                <div class="line number16 index15 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                        </div>
                                                </td>
                                        </tr></tbody></table>
</div>
        </div>
        <div class="codetool" id="codetool">
                <div class="code_n">
                        <textarea></textarea>
</div>
        </div>
</div>
<p>
        首先找一个参考值,ref = a,为了简单起见,这里取最后一个作为参考值,实际上可以去任意一个值作为参考值。这个我们一会再说。</p>
<p>
        然后找定义两个游标,分别是i 和j。i=p, j=p-1。为什么要这么定义呢?原因是我们既然选的是第一个,也就是a,同时表示是从数组的第一个元素开始遍历的。</p>
<p>
        选取j的目的是,我们要时刻知道当前最近一次比ref小的值的位置。由于我们选取的是a,作为参考值,且从第一个元素开始遍历,为了跟踪最近一次比ref小的数的游标,暂时j=p-1。大家可以仔细体会一下这个做的意义。</p>
<p>
        观察上述代码可以看到,j总是记录着最近一次比ref小的数的游标,因此最后return j+1,所有比ref小的数的游标均小于j+1,所有比ref大的数的游标均大于j+2。</p>
<p>
        总之我们执行partition的目的就是为了得到A,B,以及中间数的游标,这样我们就可以分别对A和B重复执行上述动作。</p>
<p>
         </p>
<p>
        接下来我们考虑另外两种选取ref的方法。从上面选取最后一个值a,作为参考值,并且在最后,将a和a交换的动作可以知道,我们总是希望知道我们选取参考值在partition过程中的位置,以便我们可以在最后一步,将a 和 a的值交换。这里的refId表示选取ref值在a[]中的游标。</p>
<p>
        如果我们选取ref为最后一个值,那么在所有的partition过程中,这个值的位置是固定的。但是,假如我们选取的ref的refId是p到r范围内的一个随机数呢?</p>
<p>
        显然,假如我们随机选取ref的值,那么在partition过程中,refId对于的ref就有可能和其他值交换。这时候我们就需要更新ref对应的游标。</p>
<p>
        这样一来,思路就很清晰了。</p>
<p>
        先给出partition的伪代码:</p>
<div class="jb51code">
        <div>
                <div class="syntaxhighlighterxhtml" id="highlighter_734247">
                        <div class="toolbar">
                                <span>?</span>
</div>
                        <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr>
<td class="gutter">
                                                        <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                1</div>
                                                        <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                2</div>
                                                        <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                3</div>
                                                        <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                4</div>
                                                        <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                5</div>
                                                        <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                6</div>
                                                        <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                7</div>
                                                        <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                8</div>
                                                        <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                9</div>
                                                        <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                10</div>
                                                        <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                11</div>
                                                        <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                12</div>
                                                        <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                13</div>
                                                        <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                14</div>
                                                        <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                15</div>
                                                </td>
                                                <td class="code">
                                                        <div class="container">
                                                                <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">partition(a[], p, r){</code>
</div>
                                                                <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">refId = random(p,r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">i = p</code>
</div>
                                                                <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">j = p-1</code>
</div>
                                                                <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">for(; i&lt;=r; i++)</code>
</div>
                                                                <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(a&lt;ref)</code>
</div>
                                                                <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">j++ if(j == refId)//此时j刚好等refId,并且要和a交换,则更新refId { refId = i }</code>
</div>
                                                                <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">exchange(a, a)</code>
</div>
                                                                <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">exchange(a, a)</code>
</div>
                                                                <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">return j+1</code>
</div>
                                                                <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                        </div>
                                                </td>
                                        </tr></tbody></table>
</div>
        </div>
        <div class="codetool" id="codetool">
                <div class="code_n">
                        <textarea></textarea>
</div>
        </div>
</div>
<p>
        从三种选择ref的方法可以看到本质上都是一样的,都为用一个游标j记录最近一次遍历到的比ref小的数据的游标,然后将ref和a交换,返回j+1。</p>
<p>
        下面给出C++的代码实现</p>
<div class="jb51code">
        <div>
                <div class="syntaxhighlighterxhtml" id="highlighter_58545">
                        <div class="toolbar">
                                <span>?</span>
</div>
                        <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr>
<td class="gutter">
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                                                                1</div>
                                                        <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                2</div>
                                                        <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                3</div>
                                                        <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                4</div>
                                                        <div class="line number5 index4 alt2">
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                                                        <div class="line number6 index5 alt1">
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                                                        <div class="line number102 index101 alt1">
                                                                102</div>
                                                        <div class="line number103 index102 alt2">
                                                                103</div>
                                                        <div class="line number104 index103 alt1">
                                                                104</div>
                                                        <div class="line number105 index104 alt2">
                                                                105</div>
                                                        <div class="line number106 index105 alt1">
                                                                106</div>
                                                        <div class="line number107 index106 alt2">
                                                                107</div>
                                                        <div class="line number108 index107 alt1">
                                                                108</div>
                                                        <div class="line number109 index108 alt2">
                                                                109</div>
                                                        <div class="line number110 index109 alt1">
                                                                110</div>
                                                        <div class="line number111 index110 alt2">
                                                                111</div>
                                                        <div class="line number112 index111 alt1">
                                                                112</div>
                                                        <div class="line number113 index112 alt2">
                                                                113</div>
                                                        <div class="line number114 index113 alt1">
                                                                114</div>
                                                        <div class="line number115 index114 alt2">
                                                                115</div>
                                                        <div class="line number116 index115 alt1">
                                                                116</div>
                                                        <div class="line number117 index116 alt2">
                                                                117</div>
                                                        <div class="line number118 index117 alt1">
                                                                118</div>
                                                        <div class="line number119 index118 alt2">
                                                                119</div>
                                                        <div class="line number120 index119 alt1">
                                                                120</div>
                                                </td>
                                                <td class="code">
                                                        <div class="container">
                                                                <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">#include &lt;</code><code class="xhtml keyword">iostream</code><code class="xhtml plain">&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">#include &lt;</code><code class="xhtml keyword">stack</code><code class="xhtml plain">&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">#include"stdlib.h"</code>
</div>
                                                                <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">#include &lt;</code><code class="xhtml keyword">time.h</code><code class="xhtml plain">&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">using namespace std;</code>
</div>
                                                                <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">template&lt;</code><code class="xhtml keyword">class</code> <code class="xhtml plain">T&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">class SORT</code>
</div>
                                                                <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">public:</code>
</div>
                                                                <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">static void myQsort(T a[], int p, int r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">static void myQsortNoRecur(T a[], int p, int r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">private:</code>
</div>
                                                                <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">static int partition(T a[], int p, int r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">static void exchange(T a[], int i, int j);</code>
</div>
                                                                <div class="line number16 index15 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">};</code>
</div>
                                                                <div class="line number17 index16 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">template&lt;</code><code class="xhtml keyword">class</code> <code class="xhtml plain">T&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number18 index17 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">void SORT&lt;</code><code class="xhtml keyword">T</code><code class="xhtml plain">&gt;::exchange(T a[], int i, int j)</code>
</div>
                                                                <div class="line number19 index18 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number20 index19 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">T temp = a;</code>
</div>
                                                                <div class="line number21 index20 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">a = a;</code>
</div>
                                                                <div class="line number22 index21 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">a = temp;</code>
</div>
                                                                <div class="line number23 index22 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">return;</code>
</div>
                                                                <div class="line number24 index23 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number25 index24 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">template&lt;</code><code class="xhtml keyword">class</code> <code class="xhtml plain">T&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number26 index25 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int SORT&lt;</code><code class="xhtml keyword">T</code><code class="xhtml plain">&gt;::partition(T a[],int p,int r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number27 index26 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number28 index27 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int i = p;</code>
</div>
                                                                <div class="line number29 index28 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">int j = p-1;</code>
</div>
                                                                <div class="line number30 index29 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">T ref = a;</code>
</div>
                                                                <div class="line number31 index30 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">int refId = p;</code>
</div>
                                                                <div class="line number32 index31 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">srand((unsigned)time(NULL));</code>
</div>
                                                                <div class="line number33 index32 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">refId = (rand() % (r-p+1))+ p;</code>
</div>
                                                                <div class="line number34 index33 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">//cout&lt;&lt;</code><code class="xhtml keyword">refId</code><code class="xhtml plain">&lt;&lt;endl;</code>
</div>
                                                                <div class="line number35 index34 alt2">
                                                                        <code class="xhtml color1">ref</code> <code class="xhtml plain">= </code><code class="xhtml string">a</code><code class="xhtml plain">;</code>
</div>
                                                                <div class="line number36 index35 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">for(; i&lt;=r; i++)</code>
</div>
                                                                <div class="line number37 index36 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number38 index37 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(a &lt; ref)</code>
</div>
                                                                <div class="line number39 index38 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number40 index39 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">j++;</code>
</div>
                                                                <div class="line number41 index40 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">exchange(a, i, j);</code>
</div>
                                                                <div class="line number42 index41 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(j == refId)</code>
</div>
                                                                <div class="line number43 index42 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number44 index43 alt1">
                                                                        <code class="xhtml color1">refId</code> <code class="xhtml plain">= </code><code class="xhtml string">i</code><code class="xhtml plain">;</code>
</div>
                                                                <div class="line number45 index44 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number46 index45 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number47 index46 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number48 index47 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">exchange(a, j+1, refId);</code>
</div>
                                                                <div class="line number49 index48 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">return j+1;</code>
</div>
                                                                <div class="line number50 index49 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number51 index50 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">template&lt;class T&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number52 index51 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">void SORT&lt;</code><code class="xhtml keyword">T</code><code class="xhtml plain">&gt;::myQsort(T a[],int p,int r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number53 index52 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number54 index53 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int q = 0;</code>
</div>
                                                                <div class="line number55 index54 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(p&lt;</code><code class="xhtml keyword">r</code><code class="xhtml plain">)</code>
</div>
                                                                <div class="line number56 index55 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number57 index56 alt2">
                                                                        <code class="xhtml color1">q</code> <code class="xhtml plain">= </code><code class="xhtml string">partition</code><code class="xhtml plain">(a, p, r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number58 index57 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">myQsort(a, p, q-1);</code>
</div>
                                                                <div class="line number59 index58 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">myQsort(a, p+1, r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number60 index59 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number61 index60 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">return;</code>
</div>
                                                                <div class="line number62 index61 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number63 index62 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">template&lt;class T&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number64 index63 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">void SORT&lt;</code><code class="xhtml keyword">T</code><code class="xhtml plain">&gt;::myQsortNoRecur(T a[], int p, int r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number65 index64 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number66 index65 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int start = p;</code>
</div>
                                                                <div class="line number67 index66 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">int end = r;</code>
</div>
                                                                <div class="line number68 index67 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int mid = 0;</code>
</div>
                                                                <div class="line number69 index68 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">std::stack&lt;</code><code class="xhtml keyword">int</code><code class="xhtml plain">&gt; sortStk;</code>
</div>
                                                                <div class="line number70 index69 alt1">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number71 index70 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(p);</code>
</div>
                                                                <div class="line number72 index71 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number73 index72 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number74 index73 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">while(!sortStk.empty())</code>
</div>
                                                                <div class="line number75 index74 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number76 index75 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">end = sortStk.top();</code>
</div>
                                                                <div class="line number77 index76 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.pop();</code>
</div>
                                                                <div class="line number78 index77 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">start = sortStk.top();</code>
</div>
                                                                <div class="line number79 index78 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.pop();</code>
</div>
                                                                <div class="line number80 index79 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(start &lt; </code><code class="xhtml keyword">end</code><code class="xhtml plain">)</code>
</div>
                                                                <div class="line number81 index80 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number82 index81 alt1">
                                                                        <code class="xhtml color1">mid</code> <code class="xhtml plain">= </code><code class="xhtml string">partition</code><code class="xhtml plain">(a, start, end);</code>
</div>
                                                                <div class="line number83 index82 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(start);</code>
</div>
                                                                <div class="line number84 index83 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(mid -1);</code>
</div>
                                                                <div class="line number85 index84 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(mid + 1);</code>
</div>
                                                                <div class="line number86 index85 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(end);</code>
</div>
                                                                <div class="line number87 index86 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number88 index87 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number89 index88 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number90 index89 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int main(int argc, char** argv)</code>
</div>
                                                                <div class="line number91 index90 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number92 index91 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int a;</code>
</div>
                                                                <div class="line number93 index92 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">int b;</code>
</div>
                                                                <div class="line number94 index93 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">srand((unsigned)time(NULL));</code>
</div>
                                                                <div class="line number95 index94 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">for(int </code><code class="xhtml color1">i</code><code class="xhtml plain">=</code><code class="xhtml string">0</code><code class="xhtml plain">; i&lt;9; i++)</code>
</div>
                                                                <div class="line number96 index95 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number97 index96 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">a = rand();</code>
</div>
                                                                <div class="line number98 index97 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number99 index98 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number100 index99 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">srand((unsigned)time(NULL));</code>
</div>
                                                                <div class="line number101 index100 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">for(int </code><code class="xhtml color1">i</code><code class="xhtml plain">=</code><code class="xhtml string">0</code><code class="xhtml plain">; i&lt;9; i++)</code>
</div>
                                                                <div class="line number102 index101 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number103 index102 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">b = rand();</code>
</div>
                                                                <div class="line number104 index103 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number105 index104 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number106 index105 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">SORT&lt;int&gt;::myQsort(a,0, 9);</code>
</div>
                                                                <div class="line number107 index106 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number108 index107 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">SORT&lt;</code><code class="xhtml keyword">int</code><code class="xhtml plain">&gt;::myQsortNoRecur(b,0, 9);</code>
</div>
                                                                <div class="line number109 index108 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number110 index109 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">for(int i=0; i&lt;10; i++)</code>
</div>
                                                                <div class="line number111 index110 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number112 index111 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">cout&lt;&lt;a&lt;&lt;" ";</code>
</div>
                                                                <div class="line number113 index112 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number114 index113 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">cout&lt;&lt;endl;</code>
</div>
                                                                <div class="line number115 index114 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">for(int i=0; i&lt;10; i++)</code>
</div>
                                                                <div class="line number116 index115 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number117 index116 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">cout&lt;&lt;b&lt;&lt;" ";</code>
</div>
                                                                <div class="line number118 index117 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number119 index118 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">return 0;</code>
</div>
                                                                <div class="line number120 index119 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                        </div>
                                                </td>
                                        </tr></tbody></table>
</div>
        </div>
        <div class="codetool" id="codetool">
                <div class="code_n">
                        <textarea></textarea>
</div>
        </div>
</div>
<p>
        上面的代码我直接给出了快速排序的递归和非递归实现。<br>
        递归的实现方式很好理解,但是加入别人正在面试你快速排序算法的时候,多半会让你用非递归的方式实现给他看。下面我们就讨论一下。</p>
<p>
        先观察一下递归算法的运行过程,即每次都去对一段更小的范围去调用partition函数。所以我们需要知道每一次调用partition函数的start和end游标,同时,每一次partition调用都会产生新的start和end游标。</p>
<div class="jb51code">
        <div>
                <div class="syntaxhighlighterxhtml" id="highlighter_553050">
                        <div class="toolbar">
                                <span>?</span>
</div>
                        <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr>
<td class="gutter">
                                                        <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                1</div>
                                                        <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                2</div>
                                                        <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                3</div>
                                                        <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                4</div>
                                                        <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                5</div>
                                                        <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                6</div>
                                                        <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                7</div>
                                                        <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                8</div>
                                                        <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                9</div>
                                                        <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                10</div>
                                                        <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                11</div>
                                                        <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                12</div>
                                                        <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                13</div>
                                                </td>
                                                <td class="code">
                                                        <div class="container">
                                                                <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">template&lt;</code><code class="xhtml keyword">class</code> <code class="xhtml plain">T&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">void SORT&lt;</code><code class="xhtml keyword">T</code><code class="xhtml plain">&gt;::myQsort(T a[],int p,int r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int q = 0;</code>
</div>
                                                                <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(p&lt;r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">q = partition(a, p, r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">myQsort(a, p, q-1);</code>
</div>
                                                                <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">myQsort(a, p+1, r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">return;</code>
</div>
                                                                <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                        </div>
                                                </td>
                                        </tr></tbody></table>
</div>
        </div>
        <div class="codetool" id="codetool">
                <div class="code_n">
                        <textarea></textarea>
</div>
        </div>
</div>
<p>
        这样的话,我们就可以用一个通用容器去存放每次调用partition生成的start和end游标。知道虽有的合法的start和end游标都作为参数调用了partition函数。所谓合法的start和end就是start &lt; end。。。。。</p>
<p>
        关于递归算法的非递归实现,第一个想到的数据结构肯定是栈。其实别的数据结构,例如队列,也是可以实现。这里给出基于stl内的stack的实现方法。代码如下</p>
<div class="jb51code">
        <div>
                <div class="syntaxhighlighterxhtml" id="highlighter_868894">
                        <div class="toolbar">
                                <span>?</span>
</div>
                        <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr>
<td class="gutter">
                                                        <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                1</div>
                                                        <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                2</div>
                                                        <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                3</div>
                                                        <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                4</div>
                                                        <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                5</div>
                                                        <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                6</div>
                                                        <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                7</div>
                                                        <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                8</div>
                                                        <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                9</div>
                                                        <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                10</div>
                                                        <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                11</div>
                                                        <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                12</div>
                                                        <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                13</div>
                                                        <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                14</div>
                                                        <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                15</div>
                                                        <div class="line number16 index15 alt1">
                                                                16</div>
                                                        <div class="line number17 index16 alt2">
                                                                17</div>
                                                        <div class="line number18 index17 alt1">
                                                                18</div>
                                                        <div class="line number19 index18 alt2">
                                                                19</div>
                                                        <div class="line number20 index19 alt1">
                                                                20</div>
                                                        <div class="line number21 index20 alt2">
                                                                21</div>
                                                        <div class="line number22 index21 alt1">
                                                                22</div>
                                                        <div class="line number23 index22 alt2">
                                                                23</div>
                                                        <div class="line number24 index23 alt1">
                                                                24</div>
                                                        <div class="line number25 index24 alt2">
                                                                25</div>
                                                        <div class="line number26 index25 alt1">
                                                                26</div>
                                                        <div class="line number27 index26 alt2">
                                                                27</div>
                                                </td>
                                                <td class="code">
                                                        <div class="container">
                                                                <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">template&lt;</code><code class="xhtml keyword">class</code> <code class="xhtml plain">T&gt;</code>
</div>
                                                                <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">void SORT&lt;</code><code class="xhtml keyword">T</code><code class="xhtml plain">&gt;::myQsortNoRecur(T a[], int p, int r)</code>
</div>
                                                                <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int start = p;</code>
</div>
                                                                <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">int end = r;</code>
</div>
                                                                <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">int mid = 0;</code>
</div>
                                                                <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">std::stack&lt;</code><code class="xhtml keyword">int</code><code class="xhtml plain">&gt; sortStk;</code>
</div>
                                                                <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(p);</code>
</div>
                                                                <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(r);</code>
</div>
                                                                <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">while(!sortStk.empty())</code>
</div>
                                                                <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">end = sortStk.top();</code>
</div>
                                                                <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.pop();</code>
</div>
                                                                <div class="line number16 index15 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">start = sortStk.top();</code>
</div>
                                                                <div class="line number17 index16 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.pop();</code>
</div>
                                                                <div class="line number18 index17 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">if(start &lt; end)</code>
</div>
                                                                <div class="line number19 index18 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number20 index19 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">mid = partition(a, start, end);</code>
</div>
                                                                <div class="line number21 index20 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(start);</code>
</div>
                                                                <div class="line number22 index21 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(mid -1);</code>
</div>
                                                                <div class="line number23 index22 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(mid + 1);</code>
</div>
                                                                <div class="line number24 index23 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">sortStk.push(end);</code>
</div>
                                                                <div class="line number25 index24 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number26 index25 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number27 index26 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                        </div>
                                                </td>
                                        </tr></tbody></table>
</div>
        </div>
        <div class="codetool" id="codetool">
                <div class="code_n">
                        <textarea></textarea>
</div>
        </div>
</div>
<p>
        上面代码的运行过程就是每次循环,从容器内拿一个start和end,如果是合法的,就依次将他们再次放入容易,知道这个容器为空未知。</p>
<p>
         给个运行实例吧,我在代码里面实现的是实现随机数排序,ref采用随机选取的方式。</p>
<p>
        原文链接:http://www.cnblogs.com/real-madrid/p/7203618.html</p>
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查看完整版本: Linux静态链接库使用类模板的快速排序算法