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在上一篇博客中已经讨论过关于快速排序如何优化的问题,这次就直接贴出完整已优化的代码。此代码优化步骤包括了三数取中选取枢轴+小数组使用插排+三向切分。
完整代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAXSIZE 100 //用于要排序数组的最大值
#define MAX_LENGTH_INSERT_SORT 7 //数组长度阈值
typedef struct //定义一个顺序表结构
{
int r[MAXSIZE+1]; //用于存储要排序数组,r[0]用作哨兵或者临时变量
int length; //用于存储顺序表的最大长度
}SqList;
void swap(SqList *L,int i,int j);
void InsertSort(SqList *L);
void PickMiddle(SqList *L,int low,int high);
int Partition(SqList *L,int low,int high);
void QSort(SqList *L,int low,int high);
void QuickSort(SqList *L);
int main()
{
int i;
int array[] = {39,80,76,41,13,29,50,78,30,11,100,7,41,86,41,11,30};
SqList L;
L.length = sizeof(array)/sizeof(array[0]); //获取数组长度
printf("Before sorting:");
for(i=0;i<L.length;i++)
{
L.r[i+1]=array[i]; //把数组存入顺序表结构
printf("%d ",L.r[i+1]);
}
printf("\n\n");
QuickSort(&L);
printf("After sorting: ");
for(i=0;i<L.length;i++) //输出排序后的数组
printf("%d ",L.r[i+1]);
return 0;
}
/*元素交换函数*/
void swap(SqList *L,int i,int j)
{
int temp=L->r[i];
L->r[i]=L->r[j];
L->r[j]=temp;
}
/*快速排序主函数*/
void QuickSort(SqList *L)
{
QSort(L,1,L->length); //L->r[0]作为哨兵,low从1开始
}
/*快排处理函数*/
void QSort(SqList *L,int low,int high)
{
/* if-else条件语句用于处理小数组处理的问题,
* 具体序列值说法不一,此处定为7(也有认为50合理)。若数组
* 个数较小采用简单插入排序,效率更高。*/
if((high-low) <= MAX_LENGTH_INSERT_SORT)
{
InsertSort(L);
return;
}
PickMiddle(L,low,high); //三数取中函数
int lt = low; //low此时为枢轴位置
int gt = high;
int i = low +1; //low位置的元素为枢轴元素,所以用于比较的元素从low+1开始
L->r[0]=L->r[low]; //将枢轴的元素储存到L->r[0]中
while(i<=gt)
{
if(L->r[i] < L->r[0]) //小于枢轴元素的放在lt左边
swap(L,lt++,i++); //即交换lt和i位置的元素,此时枢纽位置(lt)右移一位,i也因此右移
else if(L->r[i] > L->r[0]) //大于枢轴元素的放在gt右边
swap(L,i,gt--); //交换i和gt位置的元素,gt需要左移,i由于变为gt位置元素,所以不需要移动
else //相等时,无需交换,只需把i右移一位
i++;
}
//lt-gt的元素已经排定(相等的元素),只需对it左边和gt右边的元素进行递归求解
QSort(L,low,lt-1);
QSort(L,gt+1,high);
}
/*三数取中函数*/
void PickMiddle(SqList *L,int low,int high)
{
int mid = (low+high) / 2; //计算数组中间元素的下标
if(L->r[low]>L->r[high])
swap(L,low,high); //目标[low]<=[high]
if(L->r[mid]>L->r[high])
swap(L,mid,high); //目标[mid]<=[high]
//以上两步保证把最大移到最右端
if(L->r[mid]>L->r[low])
swap(L,mid,low); //目标[low]>=[mid],即把中间值移到最左端
//此时,L->r[mid] <= L->r[low] <= L->r[high]
}
/*直接插入排序*/
void InsertSort(SqList *L)
{
int i,j;
for(i=2; i<=L->length; i++)
{
if(L->r[i] < L->r[i-1])
{
L->r[0]=L->r[i];
for(j=i-1; L->r[j] > L->r[0]; j--)
L->r[j+1]=L->r[j];
L->r[j+1]=L->r[0];
}
}
}
运行结果为:
![](https://img.haomeiwen.com/i13694807/a177a68ccb37de29.png)
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