C#算法设计排序篇之02-快速排序(附带动画演示程序)

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

C#算法设计排序篇之02-快速排序(附带动画演示程序)

C#算法设计概述

快速排序Quick Sort

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

示例

public class Program {

    public static void Main(string[] args) {
        int[] array = { 43, 69, 11, 72, 28, 21, 56, 80, 48, 94, 32, 8 };
        QuickSort(array, 0, array.Length - 1);
        ShowArray(array);

        Console.ReadKey();
    }

    private static void ShowArray(int[] array) {
        foreach (var num in array) {
            Console.Write($"{num} ");
        }
        Console.WriteLine();
    }

    public static void QuickSort(int[] array, int left, int right) {
        if (left < right) {
            int i = left, j = right;
            int pivot = array[i];

            while (i < j) {
                while (i < j && array[j] >= pivot) { j--; }
                array[i] = array[j];

                while (i < j && array[i] <= pivot) { i++; }
                array[j] = array[i];
            }

            array[i] = pivot;

            QuickSort(array, left, i - 1);
            QuickSort(array, i + 1, right);
        }
    }

}

 以上是快速排序算法的一种实现,以下是这个案例的输出结果:

8 11 21 28 32 43 48 56 69 72 80 94

分析

在最坏的情况下时间复杂度为: O(n^{2})
最好的情况下时间复杂度为: O(n*logn)
平均情况下时间复杂度为: O(n*logn)

另外要注意的是递归带来了额外的开销,33行的代码会使栈增加一个计数并存下地址,为之后的执行路径返回此处准备了条件;34行的代码属于尾递归,一般不认为带来了额外的开销,因为现代编译器都会为尾递归做优化。

C#开发笔记之06-为什么要尽可能的使用尾递归,编译器会为它做优化吗?

AlgorithmMan

C#算法设计排序篇之02-快速排序(附带动画演示程序)

AlgorithmMan by Iori,AlgorithmMan是使用C#开发的一套用于算法演示的工具。

GitHub下载地址:https://github.com/byteflying/AlgorithmManRelease

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