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一步一步写算法之快速排序

快速排序是编程中经常使用到的一种排序方法。可是很多朋友对快速排序有畏难情绪,认为快速排序使用到了递归,是一种非常复杂的程序,其实未必如此。只要我们使用好了方法,就可以自己实现快速排序。

首先,我们复习一下,快速排序的基本步骤是什么:

  1. 判断输入参数的合法性
  2. 把数组的第一个数据作为比较的原点,比该数据小的数据排列在左边,比该数据大的数据排列在右边
  3. 按照2的方法分别对左边的数组和右边的数据进行和2一样的数据排列

那么实际编写代码中,应该怎么做呢?

  1. 首先,判断数据的合法性?
void quick_sort(int array[], int length)  
{  
    int median = 0;  
    if(NULL == array || 0 == length)  
        return;  

    _quick_sort(array, 0, length -1);  
} 
  1. 寻找中间数,分别对左边和右边的数据进行排序
void _quick_sort(int array[], int start, int end)  
{  
    int middle;  
    if(start >= end)  
        return;  

    middle = get_middle(array, start, end);  
    _quick_sort(array, start, middle -1);  
    _quick_sort(array, middle + 1, end);  
}  

void quick_sort(int array[], int length)  
{  
    int median = 0;  
    if(NULL == array || 0 == length)  
    return;  

    _quick_sort(array, 0, length-1);  
}  
  1. 那么这里的中间数应该怎么安排呢?
int get_middle(int array[], int start, int end)  
{  
    int front = 0;  
    int tail = end - start;  
    int value = array[start];  
    int length = end - start + 1;  
    int loop = start + 1;  
  
    while(loop <= end){  
        if(array[loop] < value){  
            gQuickSort[front] = array[loop];  
            front ++;  
        }else{  
            gQuickSort[tail] = array[loop];  
            tail --;  
        }  

        loop ++;  
    }  

    gQuickSort[front] = value;  
    memmove(&array[start], gQuickSort, sizeof(int) * (length));  
    return start + front ;  
}

注意:

这里gQuickSort是一个全局数组,主要是为了作为排序的临时数组使用,实际环境中大家可以灵活运用各种方法。
4. 基本的快速排序就完成了,那我们怎么测试呢?我们可以编写几个简单的测试用例?

static void test1()  
{  
    int array[] = {1};  
    quick_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));  
}  

static void test2()  
{  
    int array[] = {2, 1};  
    quick_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));  
    assert(1 == array[0]);  
    assert(2 == array[1]);  
}  

static void test3()  
{  
    int array[] = {4, 3, 2,1};  
    quick_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));  
    assert(1 == array[0]);  
    assert(2 == array[1]);  
    assert(3 == array[2]);  
    assert(4 == array[3]);  
}  

static void test4()  
{  
    int array[] = {3, 2, 1};  
    quick_sort(array, sizeof(array)/sizeof(int));  
    assert(1 == array[0]);  
    assert(2 == array[1]);  
    assert(3 == array[2]);  
}  

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