09、数据结构与算法实战:一趟快排

Description
给定N个长整型范围内的整数,要求输出以给定数据中第一个数为枢轴进行一趟快速排序之后的结果。

Input
连续输入多组数据,每组输入数据第一行给出正整数N(N < = 10^5),随后给出N个长整型范围内的整数,数字间以空格分隔。

Output
输出一趟快速排序后的结果,数字间以一个空格间隔,行末不得有多余空格。

Sample Input
8
4938 65 97 76 13 27 49

Sample Output
2738 13 49 76 97 65 49

参考程序

#include <stdio.h>
#define LEN 100000

void Splid(long a[],long low,long high)
{
   
     
	long temp=a[low];
	while(1)
	{
   
     
		while(low<high&&a[high]>=temp)
		{
   
     
			high--;
		}
		if(high==low)
		{
   
     
			break;
		}
		a[low++]=a[high];
		while(low<high&&a[low]<=temp)
		{
   
     
			low++;
		}
		if(low==high)
		{
   
     
			break;
		}
		a[high--]=a[low];
	}
	a[low]=temp;
}

void OutputArray(long a[],long start,long end)
{
   
     
	long i;
	for(i=start;i<=end-1;i++)
	{
   
     
		printf("%ld ",a[i]);
	}
	printf("%ld\n",a[i]);
}

int main()
{
   
     
	long N,i,a[LEN];
	while( scanf("%ld",&N)!=EOF )
	{
   
     
		for(i=0;i<N;i++)
		{
   
     
			scanf("%ld",&a[i]);
		}
		Splid(a,0,N-1);
		OutputArray(a,0,N-1);
	}
	return 0;
}

分析
理解清楚一趟快排是理解快速排序的基础,下面就数组:a[7]={12,3,6,18,7,15,10}为例演示一趟快排的过程。
*
(1)初始数组图1所示,此时数组下标low=0,high=6;
(2)取出数组第一个元素(下标为0)作为轴枢,即temp=12.如图2所示;下面进入永真循环。
(3)此时a[0](即a[low])空出,利用循环,令high从后向前扫描数组:此时a[high]=10<temp,则退出扫描循环,且此时high>low,赋值语句a[low++]=a[high]表示先将a[high]存放到空位a[low]中,然后low自增1,如图3所示;
(4)此时a[high]空出,利用循环,令low从前向后扫描数组:此时a[low]=3<temp,如图3所示,则low继续自增;a[low]=6<temp,如图4所示,则low继续自增;当a[low]=18>temp时,如图5所示,则退出扫描循环,且此时high>low,赋值语句a[high–]=a[low]表示先将a[low]存放到空位a[high]中,然后high自减1,如图6所示;
(5)到此永真循环循环体执行完一轮。继续执行永真循环。此时a[low]空出,利用循环,令high从后向前扫描数组:此时a[high]=15>temp,如图6所示,则high继续自减;当a[high]=7<temp时,如图7所示,则退出扫描循环,且此时high>low,赋值语句a[low++]=a[high]表示先将a[high]存放到空位a[low]中,然后low自增1,如图8所示;
(6)此时low与high相等,则退出永真循环,如图8所示。此时a[low](或a[high])空出,最后赋值语句a[low]=temp表示将轴枢temp填入当前空位a[low]中,如图9所示。到此一趟快排过程结束。
关于快速排序的两个基本特点:①执行一趟快速排序后,至少一个元素位于正确的位置上,即轴枢元素;②轴枢元素前的每个元素均≤轴枢元素,轴枢元素后的每个元素均≥轴枢元素。

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