快速排序
设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是:
1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。
public static void quickSort(int arr[],int _left,int _right){
int left = _left;
int right = _right;
int temp = 0;
if(left <= right){ //待排序的元素至少有两个的情况
temp = arr[left]; //待排序的第一个元素作为基准元素
while(left != right){ //从左右两边交替扫描,直到left = right
while(right > left && arr[right] >= temp)
right --; //从右往左扫描,找到第一个比基准元素小的元素
arr[left] = arr[right]; //找到这种元素arr[right]后与arr[left]交换
while(left < right && arr[left] <= temp)
left ++; //从左往右扫描,找到第一个比基准元素大的元素
arr[right] = arr[left]; //找到这种元素arr[left]后,与arr[right]交换
}
arr[right] = temp; //基准元素归位
quickSort(arr,_left,left-1); //对基准元素左边的元素进行递归排序
quickSort(arr, right+1,_right); //对基准元素右边的进行递归排序
}
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<cmath>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll a[1000006];
ll n,maxlen;
void quicksort(ll a[],ll maxlen, ll begin, ll end)
{
ll i, j;
if(begin < end)
{
i = begin + 1;
j = end;
while(i < j)
{
if(a[i] > a[begin]){
swap(a[i],a[j]);
j--;
}
else{
i++;
}
}
if(a[i] >= a[begin]){
i--;
}
swap(a[begin],a[i]);
quicksort(a, maxlen, begin, i);
quicksort(a, maxlen, j, end);
}
}
int main()
{
scanf("%lld",&n);
for(ll i=0;i<n;i++)
scanf("%lld",&a[i]);
maxlen=n;
quicksort(a, maxlen, 0, maxlen-1);
if(n%2==1)
{
printf("%lld\n",a[n/2]);
}
else
{
double ans=(a[n/2-1]+a[n/2])/2.0;
ll zhi;
if(ans<0)
{
double cnt=fabs(ans);
ll a=floor(cnt);
if(double(a)==cnt) zhi=-a;
else zhi=-(a+1);
}
else zhi=floor(ans);
printf("%lld\n",zhi);
}
return 0;
}
线性时间选择(Linear Select):
这个名字不太好理解,什么叫线性时间选择?一句话,在线性时间内完成选择。一般情况下是这样的,我们想要找出一个数组中的最大值或最小值,那就只需要一次排列,然后输出第一个或最后一个元素就行了,但如果是要找出一个数组中的第k小的元素呢?
在一般情况下,可以用RandomizedSelect方法来找出第k小的元素,平均时间是O(n),但在最坏情况下,所用的时间则是n^2,因此,本文讨论的就是在最坏情况下,如何在O(n)时间内完成选择。算法的思路总体有些复杂,但每一步其实不难,下面即给大家介绍最坏情况下的线性时间选择算法。
(1):将n个输入元素以每组5个地划分,共划分出(n/5)个组,每个组分别进行排列,找出中位数,然后按照每个组的顺序,把每个组的中位数与整个数组的前(n/5)个数交换;
(2):那么,前(n/5)个数就是各组的中位数了,然后,我们通过select方法找出这些中位数的中位数,以这个中位数的中位数为基准,调用partition方法;
(3):调用了partition方法后的基准元素正是处于数组的正确位置(前边的元素都比基准元素小,后边的元素都比基准元素大),记下基准元素前边的元素个数leftNum,如果k小于或等于leftNum,则在基准位置前的这部分调用select方法即可,如果在k大于leftNum,则在基准位置后的这部分调用select方法。