算法 - 快速排序（C#）

曾经终败给现在 2022-05-15 14:25 221阅读 0赞

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// --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------// <copyright file="Program.cs" company="Chimomo's Company">//// Respect the work.//// </copyright>// <summary>//// The quick sort.//// 快速排序（QuickSort）是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。//// 设要排序的数组是a[0]...a[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的首元素）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它的前面，所有比它大的数都放到它的后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。// 一趟快速排序的算法是：// 1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；// 2）以数组首元素作为关键数据，赋值给pivot，即pivot=a[0]；// 3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索（j--），找到第一个小于pivot的值a[j]，将a[j]赋值给a[i]；// 4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索（i++），找到第一个大于pivot的值a[i]，将a[i]赋值给a[j]；// 5）重复第3、4步，直到i==j；（在3、4步中，若没找到符合条件的值，即3中a[j]不小于pivot，4中a[i]不大于pivot的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。若找到符合条件的值，进行替换的时候i、j指针位置不变。）//// 快速排序的平均时间复杂度是：O(nlog<sub>2</sub>n)。//// </summary>// --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------namespace CSharpLearning{    using System;    /// <summary>    /// The program.    /// </summary>    public static class Program    {        /// <summary>        /// The main.        /// </summary>        public static void Main()        {            int[] a = { 101, 93, 856, 7, 62, 15, 84, 3, 298, 1256 };            Console.WriteLine("Before Quick Sort:");            foreach (int i in a)            {                Console.Write(i + " ");            }            Console.WriteLine("\r\n");            Console.WriteLine("In Quick Sort:");            QuickSort(a, 0, 9);            Console.WriteLine("\r\nAfter Quick Sort:");            foreach (int i in a)            {                Console.Write(i + " ");            }            Console.WriteLine(string.Empty);        }        /// <summary>        /// 快速排序。        /// </summary>        /// <param name="a">        /// 待排序数组。        /// </param>        /// <param name="low">        /// 待排序数组的排序起始位置。        /// </param>        /// <param name="high">        /// 待排序数组的排序终止位置。        /// </param>        private static void QuickSort(int[] a, int low, int high)        {            if (low >= high)            {                return;            }            int pivot = QuickSortOnce(a, low, high);            // 输出每一次排序。            foreach (int i in a)            {                Console.Write(i + " ");            }            Console.WriteLine(string.Empty);            // 对枢轴的左端进行排序。            QuickSort(a, low, pivot - 1);            // 对枢轴的右端进行排序。            QuickSort(a, pivot + 1, high);        }        /// <summary>        /// 一趟快速排序。        /// </summary>        /// <param name="a">        /// 待排序数组。        /// </param>        /// <param name="low">        /// 待排序数组的排序起始位置。        /// </param>        /// <param name="high">        /// 待排序数组的排序终止位置。        /// </param>        /// <returns>        /// 返回枢轴的位置。        /// </returns>        private static int QuickSortOnce(int[] a, int low, int high)        {            // 将首元素作为枢轴。            int pivot = a[low];            int i = low, j = high;            while (i < j)            {                // 从右到左，寻找首个小于pivot的元素。                while (a[j] >= pivot && i < j)                {                    j--;                }                // 执行到此，j一定指向从右端起首个小于或等于pivot的元素。执行替换。                a[i] = a[j];                // 从左到右，寻找首个大于pivot的元素。                while (a[i] <= pivot && i < j)                {                    i++;                }                // 执行到此，i一定指向从左端起首个大于或等于pivot的元素。执行替换。                a[j] = a[i];            }            // 退出while循环，执行至此，必定是i==j的情况。i（或j）指向的即是枢轴的位置，定位该趟排序的枢轴并将该位置返回。            a[i] = pivot;            return i;        }    }}// Output:/*Before Quick Sort:101 93 856 7 62 15 84 3 298 1256In Quick Sort:3 93 84 7 62 15 101 856 298 12563 93 84 7 62 15 101 856 298 12563 15 84 7 62 93 101 856 298 12563 7 15 84 62 93 101 856 298 12563 7 15 62 84 93 101 856 298 12563 7 15 62 84 93 101 298 856 1256After Quick Sort:3 7 15 62 84 93 101 298 856 1256*/

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