數據結構-棧（應用篇）之快速排序法-C和C++的實現

一、原理解析

快速排序法：

基本思路是，從第一個元素開始，把所有比它大的元素放在它后面，把所有比它小的元素放前面。然后划分它前面和后面的所有元素，分別再做快速排序，直到無法再划分為止。

在以下程序案例中我們使用非遞歸的方式，並借助棧的數據結構實現。（關於棧的基本介紹，請看上一篇：http://www.cnblogs.com/HongYi-Liang/p/7766684.html）

 

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二、程序解析

C語言版本：

源碼：

bool bAirob_QuickSort_int16(int16_t *src,int len) //int16_t
{
    int i ;
    int j ;
    int head;
    int tail;
    MyStack stack={0};

    Stack_Init(&stack,2*len);
    Stack_push(&stack,len-1);
    Stack_push(&stack,0);

    while(Stack_size(&stack))
    {
        Stack_top(&stack,&head);
        Stack_pop(&stack);
        Stack_top(&stack,&tail);
        Stack_pop(&stack);

        i=head;
        j=tail;

        while(i<j)
        {
             while(j>i && src[j]>=src[i])
            {
                --j;
            }
            Swap(&src[i],&src[j]);
                
             while(i<j && src[i]<=src[j])
            {
                ++i;
            }
            Swap(&src[i],&src[j]);
        }
        if(i!=tail)
        {
            Stack_push(&stack,tail);
            Stack_push(&stack,i+1);
        }
        if(i!=head )
        {
            Stack_push(&stack,i-1);
            Stack_push(&stack,head);
        }
    }

    Stack_Delete(&stack);
    return true;
}

 

void Swap(int16_t *a,int16_t *b)
{
    int c=*a;
    *a=*b;
    *b=c;
}

 

結果 ：

測試程序

#define BUFFSIZE 8
int16_t testbuff[BUFFSIZE] = {7,1,6,2,3,5,0,4};
int main()
{
    int i;
    bAirob_QuickSort_int16(testbuff,BUFFSIZE);
    for(i=0;i<BUFFSIZE;i++)
    {
        printf("%d ",testbuff[i]);
    }
    printf("\r\n");

    system("pause");
    return 1;
}

 

 

 

 

解析：

1. 首先聲明了一個棧結構stack用於儲存還還沒排序完成的段落。
2. 先把數組頭索引和尾索引壓入棧中。
3. 從棧中把取出兩個數數據，第一個作為頭索引，第二個作為尾索引。
4. 以數組頭索引的數據為分界把所有小於它的數放在前面，大於它的數放在后面后面。具體做法是while(i<j){}中的一段,最后i,j會重合。
5. 如果前半部分仍能繼續分組（ i!=head），則把頭索引和i的前一個元素索引壓入棧中。如果后半部分仍能繼續分組（j!=tail），則把i的下一個元素的索引和尾索引壓入棧中。（壓棧時先壓大的索引再壓小的索引）
6. 循環上面3-5步，直到棧為空。

 用上面程序為例子

原始數組：{7,1,6,2,3,5,0,4}

第一次循環時，所有小於7的數放到了左邊，大於7的數放到了左邊。變成這樣{4,1,6,2,3,5,0,7}

第二次循環，對{4,1,6,2,3,5,0,7}，對黃色部分操作，所有大於4的數在右邊，小於4的數在左邊{0,1,3,2,4,5,6,7}。這時候壓入棧中有兩組數據，4左邊一組，4右邊一組。

第三次循環，對{0,1,3,2,4,5,6,7}進行操作，0作為最小的數已經在最左邊了，所以數組不變。

第四次循環，{0,1,3,2,4,5,6,7}，對132操作，同上1是最小且在最左邊了，所以不會改變。

第五次循環，{0,1,3,2,4,5,6,7}，對32操作，兩個數調換了位置{0,1,2,3,4,5,6,7}。到這一部，4的左邊已經全部處理完了，接下棧中剩下一組數據，4的右邊。

第六次循環{0,1,2,3,4,5,6,7}，對56操作，然而他們本身就好了，到這里為止，排序結束。

 

 現在我們再看一次動圖（因為動圖設置沒有數據“0”就用另一個“1”來代替）