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快速排序(Quick Sort)是一种高效的排序算法,由Tony Hoare在1960年提出。它采用分治法(Divide and Conquer)策略,通过递归地将数组分成较小的子数组来实现排序。快速排序的平均时间复杂度为O(n log n),在实际应用中表现优异。
快速排序的核心思想是选择一个“基准值”(pivot),然后将数组分为两部分:一部分小于基准值,另一部分大于基准值。接着递归地对这两部分进行排序,最终得到有序数组。
下面是一个用C语言实现的快速排序代码示例:
#include <stdio.h>
// 交换两个元素的值
void swap(int* a, int* b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
// 分区函数
int partition(int arr[], int low, int high) {
int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准值
int i = (low - 1); // i是较小元素的索引
for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
// 如果当前元素小于或等于基准值
if (arr[j] <= pivot) {
i++; // 增加较小元素的索引
swap(&arr[i], &arr[j]);
}
}
swap(&arr[i + 1], &arr[high]); // 将基准值放到正确的位置
return (i + 1);
}
// 快速排序函数
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
if (low < high) {
// pi是分区索引,arr[pi]已经排好序
int pi = partition(arr, low, high);
// 递归排序左子数组和右子数组
quickSort(arr, low, pi - 1);
quickSort(arr, pi + 1, high);
}
}
// 打印数组
void printArray(int arr[], int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
// 主函数
int main() {
int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
printf("原始数组: \n");
printArray(arr, n);
quickSort(arr, 0, n - 1);
printf("排序后的数组: \n");
printArray(arr, n);
return 0;
}
快速排序由于其高效的性能,广泛应用于各种需要排序的场景,尤其是在数据量较大的情况下。以下是一些常见的应用场景:
快速排序是一种高效且广泛应用的排序算法。通过选择基准值并进行分区操作,快速排序能够快速地将数组排序。尽管在最坏情况下性能较差,但在大多数情况下,快速排序的表现非常出色。掌握快速排序的实现和应用,对于理解和应用其他排序算法也有很大的帮助。
希望本文能帮助你更好地理解和使用C语言中的快速排序算法。
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