快速排序
快速排序思路
快速排序通过分支法的思想，从一个数组中选取一个基准元素pivot，把这个数组中小于pivot的移动到左边，把大于pivot的移动到右边。然后再分别对左右两边数组进行快速排序。
双边循环法
思路
设置两个指针left和right，最初分别指向数组的左右两端。比较right指针指向元素和pivot元素，如果right元素大于pivot元素，right指针左移一位，再和pivot进行比较，如果right元素小于pivot元素的话停止移动，换到left指针。
left指针的操作是，left指针指向的元素和pivot元素比较，如果left指向元素小于或等于pivot，left指针右移，如果left元素大于pivot元素，停止移动。
左右都停止移动后，交换left和right指向的元素，这样left指针指向的是一个小于pivot的元素，right指向的是一个大于pivot的元素。
当left和right重叠的时候结束比较，将第一个元素和left，right指向的元素做交换，完成一轮排序
代码
func partition(arr []int, startIndex, endIndex int) int {
var (
pivot = arr[startIndex]
left = startIndex
right = endIndex
)
for left != right {
for left < right && pivot < arr[right] {
right--
}
for left < right && pivot >= arr[left] {
left++
}
if left < right {
arr[left], arr[right] = arr[right], arr[left]
}
}
arr[startIndex], arr[left] = arr[left], arr[startIndex]
return left
}单边循环法
思路
单边循环代码实现简单。
通过一个mark指针，指向小于pivot的集合的最后一个元素，最后把第一个元素和mark指向的元素做交换，进行下一轮。
mark指针开始指向第一个元素，然后开始遍历数组，如果当前元素比pivot大，继续遍历，如果比pivot小，mark指针右移，将mark指向元素和当前遍历元素交换。
代码
func partitionv2(arr []int, startIndex, endIndex int) int {
var (
mark = startIndex
pivot = arr[startIndex]
point = startIndex + 1
)
for point < len(arr) {
if arr[point] < pivot {
mark++
arr[mark], arr[point] = arr[point], arr[mark]
}
point++
}
arr[startIndex], arr[mark] = arr[mark], arr[startIndex]
return mark
}pivot选择
有数组5，4，3，2，1要进行排序，如果选择第一个元素作为pivot的话，，每次选择的都是该数组中的最大值或最小值，每次进行排序只确定了一个元素的位置，导致时间复杂度退化成O(n^2)
在选择pivot时，可以用随机选择的方式选择，即在当前数组中随机选择一个元素来作为pivot，减少选择到最大值或最小值的几率。
非递归方法
思路
将递归改为循环和栈的方式，以下代码中的栈是自己实现的。
代码
func QuickSortNonRecursive(arr []int, startIndex, endIndex int) {
var (
s = v1.NewStack()
m = make(map[string]int)
start = "start_index"
end = "end_index"
)
m[start] = startIndex
m[end] = endIndex
s.Push(m)
for !s.IsEmpty() {
param := s.Pop().(map[string]int)
pivotIndex := partitionv2(arr, param[start], param[end])
if param[start] < pivotIndex-1 {
leftParam := make(map[string]int)
leftParam[start] = param[start]
leftParam[end] = pivotIndex - 1
s.Push(leftParam)
}
if param[end] > pivotIndex+1 {
rightParam := make(map[string]int)
rightParam[start] = pivotIndex + 1
rightParam[end] = param[end]
s.Push(rightParam)
}
}
}总结
全部代码
package sort
import (
v1 "xiawan/algorithm/stack/v1"
)
func QuickSort(arr []int, startIndex, endIndex int) {
if startIndex >= endIndex {
return
}
pivotIndex := partitionv2(arr, startIndex, endIndex)
QuickSort(arr, startIndex, pivotIndex-1)
QuickSort(arr, pivotIndex+1, endIndex)
}
//双边循环，从右侧开始
func partition(arr []int, startIndex, endIndex int) int {
var (
pivot = arr[startIndex]
left = startIndex
right = endIndex
)
for left != right {
for left < right && pivot < arr[right] {
right--
}
for left < right && pivot >= arr[left] {
left++
}
if left < right {
arr[left], arr[right] = arr[right], arr[left]
}
}
arr[startIndex], arr[left] = arr[left], arr[startIndex]
return left
}
//单边循环
func partitionv2(arr []int, startIndex, endIndex int) int {
var (
mark = startIndex
pivot = arr[startIndex]
point = startIndex + 1
)
for point < len(arr) {
if arr[point] < pivot {
mark++
arr[mark], arr[point] = arr[point], arr[mark]
}
point++
}
arr[startIndex], arr[mark] = arr[mark], arr[startIndex]
return mark
}
func QuickSortNonRecursive(arr []int, startIndex, endIndex int) {
var (
s = v1.NewStack()
m = make(map[string]int)
start = "start_index"
end = "end_index"
)
m[start] = startIndex
m[end] = endIndex
s.Push(m)
for !s.IsEmpty() {
param := s.Pop().(map[string]int)
pivotIndex := partitionv2(arr, param[start], param[end])
if param[start] < pivotIndex-1 {
leftParam := make(map[string]int)
leftParam[start] = param[start]
leftParam[end] = pivotIndex - 1
s.Push(leftParam)
}
if param[end] > pivotIndex+1 {
rightParam := make(map[string]int)
rightParam[start] = pivotIndex + 1
rightParam[end] = param[end]
s.Push(rightParam)
}
}
}有疑问加站长微信联系（非本文作者）
