C++快速排序算法实现与讲解

快速排序是一种高效的排序算法，采用分治法策略。以下是用 C++ 实现快速排序的示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int partition(vector<int>& arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];  // 选择最后一个元素作为基准值
    int i = low - 1;

    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;
            swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }

    swap(arr[i + 1], arr[high]);
    return i + 1;
}

void quickSort(vector<int>& arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivotIndex = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
    }
}

void printArray(const vector<int>& arr) {
    for (int num : arr) {
        cout << num << ' ';
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    vector<int> arr = {5, 2, 9, 1, 3, 6, 8, 7, 4};
    int n = arr.size();

    cout << 'Original array: ';
    printArray(arr);

    quickSort(arr, 0, n - 1);

    cout << 'Sorted array: ';
    printArray(arr);

    return 0;
}

代码解析

这段代码实现了快速排序算法，并通过一个示例演示了如何使用该算法对整数数组进行排序。

partition 函数:
- 选择数组最后一个元素作为基准值 pivot。
- 遍历数组，将小于等于 pivot 的元素放到左侧，大于 pivot 的元素放到右侧。
- 返回 pivot 的最终位置。
quickSort 函数:
- 递归函数，接收数组、起始索引和结束索引作为参数。
- 如果起始索引小于结束索引，调用 partition 函数将数组划分成两部分。
- 递归地对左右两部分进行排序。
printArray 函数:
- 辅助函数，用于打印数组元素。
main 函数:
- 创建一个示例数组 arr。
- 调用 printArray 函数打印原始数组。
- 调用 quickSort 函数对数组进行排序。
- 再次调用 printArray 函数打印排序后的数组。

总结

快速排序是一种高效的排序算法，平均时间复杂度为 O(n log n)。本篇博客提供了使用 C++ 实现快速排序的详细代码和解释，希望能够帮助您理解和掌握这一重要的排序算法。