C 语言实现的快速排序算法的示例代码.pdf

快速排序c语言 在这个示例中，我们定义了 swap 函数，用于交换两个元素的值。 partition 函数用于将数组按照一个基准元素进行划分，并返回基准元素最终所在的位置。 quickSort 函数是快速排序的核心实现部分。它首先选择一个基准元素，然后将数组划分为两部分，使得左边的元素都小于基准元素，右边的元素都大于基准元素。然后对左右两部分分别递归调用 quickSort 函数，直到排序完成。 printArray 函数用于打印数组中的元素。 在 main 函数中，我们声明一个待排序的数组，并计算出数组的长度。然后，我们打印原始数组，调用 quickSort 函数对数组进行排序，最后打印排序后的数组。 请注意，这只是一个基本的快速排序实现示例，可能会在某些特定情况下出现性能问题。实际应用中，可能需要考虑一些优化策略，比如随机选择基准元素，使用三数取中法选取基准元素等。 快速排序是一种高效的排序算法，由英国计算机科学家C.A.R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是分治法，通过选取一个基准元素，将数组分成两部分，使得一部分的所有元素都小于基准，另一部分的所有元素都大于基准，然后对这两部分再分别进行快速排序，直到整个数组有序。在C语言中，我们可以使用递归的方式来实现这一算法。 以下是对给定代码的详细解析： 1. **交换函数（swap）**： ```c void swap(int* a, int* b) { int t = *a; *a = *b; *b = t; } ``` 这个函数用于交换两个整型变量的值。它接收两个整数指针作为参数，将`a`指向的值存储到临时变量`t`中，然后将`b`指向的值赋给`a`，最后将`t`的值赋给`b`，从而实现了两个变量的交换。 2. **分区函数（partition）**： ```c int partition(int arr[], int low, int high) { int pivot = arr[high]; int i = (low - 1); for (int j = low; j <= high - 1; j++) { if (arr[j] < pivot) { i++; swap(&arr[i], &arr[j]); } } swap(&arr[i + 1], &arr[high]); return (i + 1); } ``` 分区函数是快速排序的关键部分，它接收数组、起始索引`low`和结束索引`high`作为参数。它选择数组最后一个元素`pivot`作为基准，遍历数组，将所有小于基准的元素移到其左边，大于基准的元素移到右边。当遍历结束后，它会返回基准元素的新位置。 3. **快速排序函数（quickSort）**： ```c void quickSort(int arr[], int low, int high) { if (low < high) { int pi = partition(arr, low, high); quickSort(arr, low, pi - 1); quickSort(arr, pi + 1, high); } } ``` 快速排序函数是递归的，当`low`小于`high`时，表示还有未排序的元素。它首先调用`partition`函数，然后对左右两部分分别递归调用`quickSort`，以进行分区并继续排序。 4. **打印数组函数（printArray）**： ```c void printArray(int arr[], int size) { for (int i = 0; i < size; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); } ``` 这个简单的函数用于打印整型数组的所有元素，便于在程序运行过程中查看数组的状态。 5. **主函数（main）**： ```c int main() { int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); printf("Original array: "); printArray(arr, n); quickSort(arr, 0, n - 1); printf("Sorted array: "); printArray(arr, n); return 0; } ``` 主函数中，创建了一个待排序的数组，计算其长度`n`，然后调用`printArray`打印原始数组，接着调用`quickSort`进行排序，最后再次打印排序后的数组。 虽然这个例子提供了一个基础的快速排序实现，但在实际应用中，为了提高性能和避免最坏情况下的效率下降，可以采用以下优化策略： - **随机选择基准元素**：每次排序时，随机选择数组中的一个元素作为基准，可以减少最坏情况发生的概率。 - **三数取中法**：从数组首、尾和中间三个元素中选择一个中位数作为基准，可以进一步提高划分的平衡性，从而提升效率。 快速排序是一种非常有效的排序算法，尤其适用于大规模数据的排序，而通过适当的优化，可以在各种场景下表现出良好的性能。