快速排序算法

快速排序

理解:

快速排序兩個關鍵點:選取基準和mark指針
基準循環(huán)不變仍律,基準與數(shù)組元素比較,滿足條件mark指針進位交換 毅该,mark指針指定的元素值一定小于或者等于基準值(當從小到大排時)
最后交換基準和mark指針元素,將數(shù)組切割菇篡,遞歸重復上述過程

同冒泡排序一樣顿涣,快速排序也屬于交換排序波闹,通過元素之間的比較和交換位置來達到排序的目的。
不同的是涛碑,冒泡排序在每一輪中只把1個元素冒泡到數(shù)列的一端精堕,而快速排序則在每一輪挑選一個基準元素,并讓其他比它大的元素移動到數(shù)列一邊蒲障,比它小的元素移動到數(shù)列的另一邊歹篓,從而把數(shù)列拆解成兩個部分。

image.png

這種思路就叫作分治法揉阎。
具體如何實現(xiàn)呢庄撮?有兩種方法。
1. 雙邊循環(huán)法毙籽。
2. 單邊循環(huán)法洞斯。

單邊循環(huán)法比雙邊循環(huán)更容易理解和運用,這里只介紹單邊循環(huán)法
首先選定基準元素pivot坑赡。同時烙如,設置一個mark指針指向數(shù)列起始位置,這個mark指針代表小于基準元素的區(qū)域邊界毅否。


image.png

接下來亚铁,從基準元素的下一個位置開始遍歷數(shù)組。
如果遍歷到的元素大于基準元素螟加,就繼續(xù)往后遍歷徘溢。
如果遍歷到的元素小于基準元素,則需要做兩件事:第一仰迁,把mark指針右移1位甸昏,因為小于pivot的區(qū)域邊界增大了1;第二徐许,讓最新遍歷到的元素和mark指針所在位置的元素交換位置施蜜,因為最新遍歷的元素歸屬于小于pivot的區(qū)域。首先遍歷到元素7雌隅,7>4翻默,所以繼續(xù)遍歷。


image.png

接下來遍歷到的元素是3恰起,3<4修械,所以mark指針右移1位。
image.png

隨后检盼,讓元素3和mark指針所在位置的元素交換肯污,因為元素3歸屬于小于pivot的區(qū)域。
image.png

image.png

按照這個思路,繼續(xù)遍歷蹦渣,后續(xù)步驟如圖所示哄芜。


image.png

具體代碼運用了遞歸
詳情如下:

class Code{
    
    function quickSort(&$arr,$intStart,$intEnd){
        // 遞歸結束條件:startIndex大于或等于endIndex時
        if($intStart >= $intEnd){
            return;
        }
        // 根據(jù)基準元素,分成兩部分進行遞歸排序
        $mark = $this->positionMark($arr,$intStart,$intEnd);
        // 根據(jù)基準元素柬唯,分成兩部分進行遞歸排序
        $this->quickSort($arr,$intStart,$mark-1);
        $this->quickSort($arr,$mark+1,$intEnd);
    }

    /**
    * 分治(單邊循環(huán)法)
    * @param arr 待交換的數(shù)組
    * @param intStart 起始下標
    * @param intEnd 結束下標
    */
    function positionMark(&$arr,$intStart,$intEnd){
        //以數(shù)組首位作為基準
        $base = $arr[$intStart];
        //mark起始為數(shù)組首位
        //mark指針的作用就是使mark指針的左邊小于等于基準认臊,右邊大于基準
        $mark = $intStart;
        //遍歷數(shù)組從基準的后一位與基準對比,直到數(shù)組的最后一個
        for($i=$intStart+1;$i<=$intEnd;$i++){
            //因為是從小到大排序
            //故如果比基準小锄奢,元素與mark下標值互換失晴,移動到左邊
            if($arr[$i] < $base){
                //mark標記的值永遠小于或者等于基準值的
                //mark向前移動一位則是大于基準值的,發(fā)生交換則是把大值換到后邊拘央,小值放到前邊
                $mark++;
                $tmp = $arr[$mark];
                $arr[$mark] = $arr[$i];
                $arr[$i] = $tmp;
            }
        }
        //最后替換基準和mark
        $arr[$intStart] = $arr[$mark];
        $arr[$mark] = $base;

        return $mark;
    }

    //運行
    function run(){
        $arr = array(8,5,7,4,2,0,1,3,9);
        $this->quickSort($arr,0,count($arr)-1);
        print_r($arr);
    }
    
}
$obj = new Code();
$obj->run();

輸出結果:


image.png
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