如何使用C++中的快速排序算法

如何使用C++中的快速排序算法

快速排序算法是一种常用的排序算法，其核心思想是将待排序的序列不断划分成较小和较大的两个子序列，然后递归地对子序列进行排序，最终使整个序列有序。本文将介绍如何在C++中使用快速排序算法，并提供具体的代码示例。

快速排序算法的实现思路如下：

1. 选择一个基准元素pivot，可以是序列中的任意一个元素。通常选择第一个或最后一个元素作为基准。
2. 将序列中小于pivot的元素放在pivot的左边，大于pivot的元素放在右边。
3. 对左右两个子序列分别递归地进行快速排序。

下面是使用C++实现快速排序算法的代码示例：

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#include 
using namespace std;

// 交换两个元素的值
void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

// 快速排序的划分函数
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];  // 选择最后一个元素作为基准
    int i = (low - 1);  // i代表小于基准的元素的最右边界
    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            swap(&arr[i], &arr[j]);  // 将小于基准的元素放在左边
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]);  // 将基准元素放在合适的位置
    return (i + 1);
}

// 快速排序的递归函数
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);  // 划分数组
        quickSort(arr, low, pi - 1);  // 对左子数组进行递归排序
        quickSort(arr, pi + 1, high);  // 对右子数组进行递归排序
    }
}

// 打印数组
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    cout << "原始数组：";
    printArray(arr, n);
    quickSort(arr, 0, n - 1);
    cout << "排序后的数组：";
    printArray(arr, n);
    return 0;
}

运行上述代码后，将得到如下输出结果：

原始数组：10 7 8 9 1 5 
排序后的数组：1 5 7 8 9 10 

这段代码实现了快速排序算法，首先选择最后一个元素作为基准，然后使用partition函数对数组进行划分，将小于基准的元素放在左边，大于基准的元素放在右边。然后对左右子数组分别进行递归排序，直到整个数组有序。

总结：
快速排序是一种高效的排序算法，它的平均时间复杂度为O(n log n)，使用C++实现快速排序算法相对简单。通过上述代码示例，你可以了解到快速排序算法的基本原理和实现方式，同时也可以在实际应用中灵活运用。