快速排序的非递归实现

快速排序的非递归实现

首先说明一下快速排序是对冒泡排序的改进。为什么这么说呢？想一下冒泡排序，它把序列分成了两部分，前半部分无序，后半部分升序排列，并且后半部分的数都大于前半部的数。
由此可得到快速排序和冒泡排序的一些共同点：
都要经历n趟排序
每趟排序要经历O(n)次比较
都是后半部分元素比前半部大
而不同之处就在于冒泡排序的交换操作发生相邻的元素之间，即一趟排序可以要经过多次交换操作；快速排序的交换操作发生在间隔比较远的两个元素之间，一趟排序要经过交换操作次数会少一些。
下面给出快速排序的递归和非递归实现代码：

?
orisun@zcypc:~g++quicksort.cpp−oqsorisun@zcypc:  ./qs

recurcive 0.38

none recurcive 0.47
可以看到非递归的算法比递归实现还要慢。下面解释为什么会这样。
递归算法使用的栈由程序自动产生，栈中包含：函数调用时的参数和函数中的局部变量。如果局部变量很多或者函数内部又调用了其他函数，则栈会很大。每次递归调用都要操作很大的栈，效率自然会下降。
而对于非递归算法，每次循环使用自己预先创建的栈，因此不管程序复杂度如何，都不会影响程序效率。
对于上面的快速排序，由于局部变量只有一个mid，栈很小，所以效率并不比非递归实现的低。

原文来自:博客园（华夏35度）http://www.cnblogs.com/zhangchaoyang 作者:Orisun

快速排序算法递归与非递归实现

分类： 数据结构2009-03-09
23:10 5618人阅读 评论(3) 收藏 举报

算法pivotclass

快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是：通过一躺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不部分的所有数据都要小，然后再按次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或者非递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

快速排序的递归算法:

   void qsort(int a[],int left,int right)

  {

       int pivot,l,r,temp;

      

       l = left;

       r = right;

       pivot = a[(left+right)/2]; //取中位值作为分界值

 

       while(l<r)

       {

          while(a[l] < pivot) ++l;

          while(a[r] > pivot) --r;

      

          if(l>=r) break;

 

          temp = a[l];

          a[l] = a[r];

          a[r] = temp;

          ++l;

           --r;

        }

       

         if(l==r) l++;

         if(left < r) qsort(a, left,l-1);

         if(l < right) qsort(a,r+1,right);

  }

 

快速排序的非递归算法

#include <iostream>

#include <stack>

using namespace std;

template <class T>

int partition(T a[],int low,int high)

{

 T v=a[low];

 while(low<high)

 {  

  while(low<high && a[high]>=v) high--;

  a[low]=a[high];

  while(low<high && a[low]<=v) low++;

  a[high]=a[low];

 }

 a[low]=v;

 return low;

 

}
 
template <class T>

void QuickSort(T a[],int p,int q)

{

 stack<int> st;

 int j;

 do{

      while(p<q)

      {

         j=partition(a,p,q);   

         if( (j-p)<(q-j) )

         {

            st.push(j+1);

            st.push(q);

            q=j-1;

         }

         else

         {

           st.push(p);

           st.push(j-1);

           p=j+1;

         }   

      }

  if(st.empty()) return;

  q=st.top();st.pop();  

  p=st.top();st.pop();  

  //cout<<endl<<"p:"<<p<<" ";

  //cout<<"q:"<<q<<endl;

 }while(1);

}

void main()

{

 //int a[7]={7,6,5,4,3,2,1};

 //int a[7]={1,2,3,4,5,6,7};

 int a[7]={3,5,2,3,66,225,1};

 for(int i=0;i<7;i++)

  cout<<a[i]<<" ";

 QuickSort(a,0,6);

 cout<<endl;

 for(int i=0;i<7;i++)

  cout<<a[i]<<" ";

}