数据结构-快速排序（含全部代码）

桃扇骨 2022-11-09 14:14 129阅读 0赞

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函数分析

代码

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算法可视化

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# 函数分析 #

QuickSort(SqList &L,int low,high) 参数：顺序表L，待排最小下标，待排最大下标 功能：排序（默认升序）空间复杂度：O(1) 时间复杂度：O(nlog2n)-O(n) 稳定性：不稳定

# 代码 #

//快速排序分割函数
    int Partition(SqList &L,int low,int high)
    {	
    	int pivotekey = L.data[low]; //保存枢轴
    	while (low<high)
    	{
    		while (low < high&&L.data[high] >= pivotekey) --high;
    		L.data[low] = L.data[high];
    		while (low < high&&L.data[low] <= pivotekey) ++low;
    		L.data[high] = L.data[low];
    	}
    	L.data[low] = pivotekey;
    	PrintList(L);
    	return low;
    }
    // 快速排序 升序
    void QuickSort(SqList &L, int low, int high)
    {
    	if (low < high)
    	{
    		int pivotloc = Partition(L,low,high);
    		QuickSort(L,low,pivotloc-1);
    		QuickSort(L, pivotloc + 1, high);
    	}
    }

# 全部代码 #

/*
    Project: quick_sort(冒泡排序)
    Date:    2021/03/15
    Author:  Frank Yu
    QuickSort(SqList &L,int low,high) 参数：顺序表L，待排最小下标，待排最大下标 功能：排序（默认升序）空间复杂度：O(1) 时间复杂度：O(nlog2n)-O(n)
    稳定性：不稳定
    思想:取第一个作为枢轴，从右侧找到小于枢轴的放到左边，左侧找到大于枢轴的放到右边，一趟后左侧均小于枢轴，右侧均大于枢轴，递归排序子表。
    */
    #include<cstdio>
    #include<cstdlib>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    #define MaxSize 100
    #define ElemType int
    #define Status int
    using namespace std;
    //顺序表数据结构
    typedef struct
    {
    	ElemType data[MaxSize];//顺序表元素
    	int length;            //顺序表当前长度
    }SqList;
    //***************************基本操作函数*******************************//
    //初始化顺序表函数，构造一个空的顺序表 
    Status InitList(SqList &L)
    {
    	memset(L.data, 0, sizeof(L));//初始化数据为0
    	L.length = 0;                //初始化长度为0
    	return 0;
    }
    //创建顺序表函数 初始化前n个数据
    bool CreatList(SqList &L, int n)
    {
    	if (n<0 || n>MaxSize)false;//n非法
    	for (int i = 1; i<n + 1; i++)//L[0]作为哨兵
    	{
    		scanf("%d", &L.data[i]);
    		L.length++;
    	}
    	return true;
    }
    //插入函数 位置i插入数据 i及之后元素后移  1=<i<=length+1 
    bool InsertList(SqList &L, int i, ElemType e)
    {
    	if (i<1 || i>L.length + 1) //判断位置是否有效
    	{
    		printf("位置无效！！！\n");
    		return false;
    	}
    	if (L.length + 1 >= MaxSize)//判断存储空间是否已满
    	{
    		printf("当前存储空间已满！！！\n");
    		return false;
    	}
    	for (int j = L.length + 1; j >= i; j--)//位置i及之后元素后移
    	{
    		L.data[j] = L.data[j - 1];
    	}
    	L.data[i] = e;
    	L.length++;
    	return true;
    }
    //删除函数 删除位置i的元素 i之后的元素依次前移
    bool ListDelete(SqList &L, int i)
    {
    	if (i<1 || i>L.length)//判断位置是否有效
    	{
    		printf("位置无效！！！\n");
    		return false;
    	}
    	for (int j = i + 1; j <= L.length; j++)//位置i之后元素依次前移覆盖
    	{
    		L.data[j - 1] = L.data[j];
    	}
    	L.length--;
    	return true;
    }
    //查找函数 按位置从小到大查找第一个值等于e的元素 并返回位置
    int LocateElem(SqList L, ElemType e)
    {
    	for (int i = 1; i<L.length + 1; i++)//从低位置查找
    	{
    		if (L.data[i] == e)
    			return i;
    	}
    	return 0;
    }
    //********************************功能函数*****************************************//
    //输出功能函数 按位置从小到大输出顺序表所有元素
    void PrintList(SqList L)
    {
    	printf("当前顺序表所有元素:");
    	for (int i = 1; i<L.length + 1; i++)
    	{
    		printf("%d ", L.data[i]);
    	}
    	printf("\n");
    }
    //创建顺序表函数
    void Create(SqList &L)
    {
    	int n; bool flag;
    	printf("请输入要创建的顺序表长度(>1):");
    	scanf("%d", &n);
    	printf("请输入%d个数（空格隔开）:", n);
    	flag = CreatList(L, n);
    	if (flag) {
    		printf("创建成功！\n");
    		PrintList(L);
    	}
    	else printf("输入长度非法！\n");
    }
    //插入功能函数 调用InsertList完成顺序表元素插入 调用PrintList函数显示插入成功后的结果
    void Insert(SqList &L)
    {
    	int place; ElemType e; bool flag;
    	printf("请输入要插入的位置(从1开始)及元素:\n");
    	scanf("%d%d", &place, &e);
    	flag = InsertList(L, place, e);
    	if (flag)
    	{
    		printf("插入成功！！！\n");
    		PrintList(L);
    	}
    }
    //删除功能函数 调用ListDelete函数完成顺序表的删除 调用PrintList函数显示插入成功后的结果
    void Delete(SqList &L)
    {
    	int place; bool flag;
    	printf("请输入要删除的位置(从1开始):\n");
    	scanf("%d", &place);
    	flag = ListDelete(L, place);
    	if (flag)
    	{
    		printf("删除成功！！！\n");
    		PrintList(L);
    	}
    }
    //查找功能函数 调用LocateElem查找元素
    void Search(SqList L)
    {
    	ElemType e; int flag;
    	printf("请输入要查找的值:\n");
    	scanf("%d", &e);
    	flag = LocateElem(L, e);
    	if (flag)
    	{
    		printf("该元素位置为:%d\n", flag);
    	}
    	else
    		printf("未找到该元素！\n");
    }
    //快速排序分割函数
    int Partition(SqList &L,int low,int high)
    {	
    	int pivotekey = L.data[low]; //保存枢轴
    	while (low<high)
    	{
    		while (low < high&&L.data[high] >= pivotekey) --high;
    		L.data[low] = L.data[high];
    		while (low < high&&L.data[low] <= pivotekey) ++low;
    		L.data[high] = L.data[low];
    	}
    	L.data[low] = pivotekey;
    	PrintList(L);
    	return low;
    }
    // 快速排序 升序
    void QuickSort(SqList &L, int low, int high)
    {
    	if (low < high)
    	{
    		int pivotloc = Partition(L,low,high);
    		QuickSort(L,low,pivotloc-1);
    		QuickSort(L, pivotloc + 1, high);
    	}
    }
    
    //菜单
    void menu()
    {
    	printf("********1.创建            2.插入*********\n");
    	printf("********3.删除            4.查找*********\n");
    	printf("********5.快速排序        6.输出*********\n");
    	printf("********7.退出\n");
    }
    int main()
    {
    	SqList L; int choice;
    	InitList(L);
    	while (1)
    	{
    		menu();
    		printf("请输入菜单序号：\n");
    		scanf("%d", &choice);
    		if (7 == choice) break;
    		switch (choice)
    		{
    		case 1:Create(L); break;
    		case 2:Insert(L); break;
    		case 3:Delete(L); break;
    		case 4:Search(L); break;
    		case 5:QuickSort(L,1,L.length); break;
    		case 6:PrintList(L); break;
    		default:printf("输入错误！！！\n");
    		}
    	}
    	return 0;
    }

# 截图 #

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# 算法可视化 #

[https://algorithm-visualizer.org/divide-and-conquer/quicksort][https_algorithm-visualizer.org_divide-and-conquer_quicksort]

更多数据结构实现：[数据结构严蔚敏版的实现（含全部代码）][Link 1]

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[https_algorithm-visualizer.org_divide-and-conquer_quicksort]: https://algorithm-visualizer.org/divide-and-conquer/quicksort
[Link 1]: https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/82695895