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資料結構 - 快速排序舉例

之前學習的時候就一直很注意快速排序,但是看完總是忘記,這一次看到一個視訊系列講解十分透徹,可以分享給大家

https://www.bilibili.com/video/av17888877這是一個三集的講解快速排序的,給予充足的思考時間,方便大家學習,再次感謝B站博主的分享.

快速排序使用分而治之來獲得與歸併排序相同的優點,而不使用額外的儲存。然而,作為權衡,有可能列表不能被分成兩半。當這種情況發生時,我們將看到效能降低。

快速排序首先選擇一個值,該值稱為 樞軸值。雖然有很多不同的方法來選擇樞軸值,我們將使用列表中的第一項。樞軸值的作用是幫助拆分列表。樞軸值屬於最終排序列表(通常稱為拆分點)的實際位置,將用於將列表劃分為快速排序的後續呼叫。

Figure 12 展示 54 將作為我們的第一個樞紐值。由於我們已經看過這個例子幾次,我們知道 54 最終將會在當前持有 31 的位置。接下來將發生分割槽過程。它將找到拆分點,同時將其他項移動到列表的適當側,小於或大於樞軸值。

5.12.快速排序.figure12

Figure 12

分割槽從通過在列表中剩餘專案的開始和結束處定位兩個位置標記(我們稱為左標記和右標記)開始(Figure 13中的位置 1 和 8 )。分割槽的目標是移動相對於樞軸值位於錯誤側的項,同時也收斂於分裂點。 Figure13展示了我們定位54的位置的過程。

5.12.快速排序.figure13

Figure 13

我們首先增加左標記,直到我們找到一個大於樞軸值的值。 然後我們遞減右標,直到我們找到小於樞軸值的值。我們發現了兩個相對於最終分裂點位置不適當的項。 對於我們的例子,這發生在 93 和 20。現在我們可以交換這兩個專案,然後重複該過程。

在右標變得小於左標記的點,我們停止。右標記的位置現在是分割點。樞軸值可以與拆分點的內容交換,樞軸值現在就位(Figure 14)。 此外,分割點左側的所有項都小於樞軸值,分割點右側的所有項都大於樞軸值。現在可以在分割點處劃分列表,並且可以在兩半上遞迴呼叫快速排序。

5.12.快速排序.figure14

目前.看到的都是比較長的實現,我再次簡單分析一下.

目標: 對一組資料進行排序

方法:快速排序

分析:一般來說選擇列表的第一個元素進行作為midvalue,該變數將作為一個隔板,將原有列表中的資料分成
兩個部分,一個部分為小於midvalue的,另外一個部分顯然就是大於midvalue的.將列表中的資料分成兩部
分後,那麼此時midvalue的位置實際上就是最後排序完成後midvalue的位置.之後再對原有列表小於
midvalue和大於midvalue部分充分上述分割操作,即遞迴.

注意:
1. 遞迴的條件,因為我們對列表分割的最終是將其分為一個一個的,之後也就不能再進行切分了,因此這作為遞迴的條件之一
2. 注意原始碼中出現first和last,是因為我們所有的操作都是針對原來列表的,每一次切分都會造成列表的縮短,索引會出現問題.

原始碼呈上:

def quicksort(nums, first, last):
   # 遞迴判斷條件
   if first >= last:
      return

   # 獲取midvalue值,將原列表資料進行切分
   midvalue = nums[first]
   left = first
   right = last
   while left < right:
      while left <= right and nums[right] >= midvalue:
         right -= 1
      nums[left] = nums[right]
      while left <= right and nums[left] < midvalue:
         left += 1
      nums[right] = nums[left]
   nums[left] = midvalue

   # 遞迴
   quicksort(nums, first, left -1)
   quicksort(nums, left+1, last)

nums= [1,54,575,5675,75]
quicksort(nums, 0, len(nums)-1)
print nums

結果:
/usr/bin/python2.7 "/home/trami/Data Structure/study.py"
[1, 54, 75, 575, 5675]

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