快速排序

来自计算思维百科
跳转至: 导航搜索
快速排序.png

如果我们希望对很多数据按照从小到大或是从大到小的顺序重新放置,这就是排序。快速排序是一种高效的排序方法,它的基本思想是把待排序的数分成两部分,前面部分的数据都小于后面部分的数据,然后在这两部分中重复这个过程,最后就得到一个新的有序序列。

基本概念

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。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都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行分割,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。

应用范围

所有需要进行排序的应用领域都可以使用快速排序算法。

使用方法及步骤

设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,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)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=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key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;

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key的A[i],将A[i]和A[j]互换;

5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

应用案例

应用1- 学生综合排序

案例:老师想给全班30个同学来个综合排序,用于期末评比。假设以1号同学(班长)作为枢轴,把评分比班长差的同学分为一组,评分比班长好的同学分为一组;在这两组同学中,再选择一个同学作为中枢,重复这个过程,就得到了所有排序好的学生的排序。

可以体现的计算思维

快速排序每次都把一些数据分成两部分,将一个大规模的问题转化为两个相同的小规模问题来求解,体现了计算思维的递归的特点。