剑指offer之快速排序

1 快速排序

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

2 分析思路

很明显，先是用到了 partition算法思想（前面的博客提到了），然后再把原始数据分成几部分然后递归同样用partition算法处理

3 代码实现

1) 代码实现方式1

#include <iostream>
#include <vector>
 
using namespace std;
 
/*
 *交换函数
 */
void swap(int* a, int* b)
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
 
/*
 * 打印vector
 */
void printVector(vector<int> v) 
{
    for (int i = 0; i < v.size(); ++i)
    {
        std::cout << v[i] << "\t";
    }
    std::cout << std::endl;
}
 
/*
 *partition算法 记得如果这里是C++我们传递的是vector类型，我们记得要加引用，
 *不然改变不了数据，这里和java传递ArrayList不一样，ArrayList作为参数可以改变集合里面的值，
 *所以C++如果函数传递非基本数据类型，一半都是带引用的
 */
int partitionOne(vector<int>& vector, int start, int end)
{
    if (start > end)
    {
        std::cout << "vector is empty or start > end" << std::endl;
        return -1;
    }
    int pivot = vector[start];
    while (start < end)
    {
        //我们先从尾巴开始
        while (start < end && pivot <= vector[end])
        {
            --end;
        }
        //这里用的数组赋值，而不是直接用swap交换函数，那么下面的2步也是用数组赋值，而不是用swap交换函数
        vector[start] = vector[end];
        while (start < end && pivot >= vector[start])
        {
            ++start;
        }
        vector[end] = vector[start];
        
    }
    vector[start] = pivot;
    printVector(vector);
    return start;
}
 
 
/*
 *partition算法, 这里只不过增加了2个变量i和j
 *，
 */
int partitionTwo(vector<int>& vector, int start, int end)
{
    if (start > end)
    {
        return -1;
    }
    int i = start;
    int j = end;
    int pivot = vector[start];
    while (i < j)
    {
        //我们先从尾巴开始
        while (i < j && pivot <= vector[j])
        {
            --j;
        }
        //这里用的数组赋值，而不是直接用swap交换函数，那么下面的2步也是用数组赋值，而不是用swap交换函数
        vector[i] = vector[j];
        while (i < j && pivot >= vector[i])
        {
            ++i;
        }
        vector[j] = vector[i];
    }
    vector[i] = pivot;
    printVector(vector);
    // quickSort1(vector, start, i - 1);/*最后用同样的方式对分出来的左边的小组进行同上的做法*/
    // quickSort1(vector, i + 1, end);
    return i;
}
 
/*
 *partition算法, 这里只不过增加了2个变量i和j,然后使用了交换函数swap
 *，
 */
int partitionThree(vector<int>& vector, int start, int end)
{
    if (start > end)
    {
        return -1;
    }
    int i = start;
    int j = end;
    int pivot = vector[start];
    while (i < j)
    {
        //我们先从尾巴开始
        while (i < j && pivot <= vector[j])
        {
            --j;
        }
        while (i < j && pivot >= vector[i])
        {
            ++i;
        }
        //这里用的shiswap交换函数，那么下面的是是也是swap交换函数
        swap(vector[i], vector[j]);
    }
    swap(vector[i], vector[start]);
    printVector(vector);
    return i;
}
 
/**
 *快速排序 调用第一个partitionOne
 */
void quickSortOne(vector<int>& vector, int start, int end)
{
    if (vector.size() < 0 || start > end)
        return;
    int index = partitionOne(vector, start, end);
    quickSortOne(vector, start, index - 1);
    quickSortOne(vector, index + 1, end);
}
 
/**
 *快速排序 调用第二个partitionTwo 
 */
void quickSortTwo(vector<int>& vector, int start, int end)
{
    if (vector.size() < 0 || start > end)
        return;
    int index = partitionTwo(vector, start, end);
    quickSortTwo(vector, start, index - 1);
    quickSortTwo(vector, index + 1, end);
}
 
 
/**
 *快速排序 调用第三个partitionThree
 */
void quickSortThree(vector<int>& vector, int start, int end)
{
    if (vector.size() < 0 || start > end)
        return;
    int index = partitionThree(vector, start, end);
    quickSortThree(vector, start, index - 1);
    quickSortThree(vector, index + 1, end);
}
 
int main()
{
    vector<int> v1;
    //[5,9,2,1,4,7,5,8,3,6]
    v1.push_back(5);
    v1.push_back(9);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(4);
    v1.push_back(7);
    v1.push_back(5);
    v1.push_back(8);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(6);
 
    std::cout << "old data print " << std::endl;
    printVector(v1);
 
    quickSortOne(v1, 0, v1.size() - 1);
    // quickSortTwo(v1, 0, v1.size() - 1);
    // quickSortThree(v1, 0, v1.size() - 1);
 
    std::cout << "after partitionOne" << std::endl;
    printVector(v1);
 
    return 0;
}      

运行结果如下

old data print 
5   9   2   1   4   7   5   8   3   6   
3   4   2   1   5   7   5   8   9   6   
1   2   3   4   5   7   5   8   9   6   
1   2   3   4   5   7   5   8   9   6   
1   2   3   4   5   7   5   8   9   6   
1   2   3   4   5   7   5   8   9   6   
1   2   3   4   5   6   5   7   9   8   
1   2   3   4   5   5   6   7   9   8   
1   2   3   4   5   5   6   7   9   8   
1   2   3   4   5   5   6   7   8   9   
1   2   3   4   5   5   6   7   8   9   
after partitionOne
1   2   3   4   5   5   6   7   8   9   
 
       

上面我们写了3个parition函数，我们调用quickSortOne(v1, 0, v1.size() - 1)或者quickSortTwo(v1, 0, v1.size() - 1)或者quickSortThree(v1, 0, v1.size() - 1)其中的的一个，结果都是一样。