C#快速排序詳解

 

使用快速排序法對一列數字進行排序的過程

 

 

快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略來把一個序列（list）分為兩個子序列（sub-lists）。

步驟為：

1. 從數列中挑出一個元素，稱為 "基准"（pivot），
2. 重新排序數列，所有元素比基准值小的擺放在基准前面，所有元素比基准值大的擺放在基准的后面（相同的數可以到任一邊）。在這個分割結束之后，該基准就處於數列的中間位置。這個稱為分割（partition）操作。
3. 遞歸地（recursive）把小於基准值元素的子數列和大於基准值元素的子數列排序。

遞歸的最底部情形，是數列的大小是零或一，也就是永遠都已經被排序好了。雖然一直遞歸下去，但是這個演算法總會結束，因為在每次的迭代（iteration）中，它至少會把一個元素擺到它最后的位置去。

C#算法實現

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace 快速排序    //***對相同元素, 不穩定的排序算法***
{
    //相對來說，快速排序數值越大速度越快 。  快速排序是所有排序里面最快的

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] arr = { 15, 22, 35, 9, 16, 33, 15, 23, 68, 1, 33, 25, 14 }; //待排序數組
            QuickSort(arr, 0, arr.Length - 1);  //調用快速排序函數。傳值(要排序數組，基准值位置，數組長度)

            //控制台遍歷輸出
            Console.WriteLine("排序后的數列：");
            foreach (int item in arr)
                Console.WriteLine(item);
        }

        private static void QuickSort(int[] arr, int begin, int end)
        {
            if (begin >= end) return;   //兩個指針重合就返回，結束調用
            int pivotIndex = QuickSort_Once(arr, begin, end);  //會得到一個基准值下標

            QuickSort(arr, begin, pivotIndex - 1);  //對基准的左端進行排序  遞歸
            QuickSort(arr, pivotIndex + 1, end);   //對基准的右端進行排序  遞歸
        }

        private static int QuickSort_Once(int[] arr, int begin, int end)
        {
            int pivot = arr[begin];   //將首元素作為基准
            int i = begin;
            int j = end;
            while (i < j)
            {
                //從右到左，尋找第一個小於基准pivot的元素
                while (arr[j] >= pivot && i < j) j--; //指針向前移
                arr[i] = arr[j];  //執行到此，j已指向從右端起第一個小於基准pivot的元素，執行替換

                //從左到右，尋找首個大於基准pivot的元素
                while (arr[i] <= pivot && i < j) i++; //指針向后移
                arr[j] = arr[i];  //執行到此,i已指向從左端起首個大於基准pivot的元素，執行替換
            }

            //退出while循環,執行至此，必定是 i= j的情況（最后兩個指針會碰頭）
            //i(或j)所指向的既是基准位置，定位該趟的基准並將該基准位置返回
            arr[i] = pivot;
            return i;
        }

    }
}