2.4快速排序的递归、非递归算法，随机快速排序

递归算法：

注意Partition函数里的第2、3个while循环后要加' ; '哦。

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;

int Partition(int a[],int p,int r) {
    int i=p,j=r+1;
    int x=a[p];
    while(1){//同时从左右两端找到不符合的元素
        while(a[++i]<x&&i<r);
        while(a[--j]>x);
        if(i>=j)break;
        swap(a[i],a[j]);
    }
    a[p]=a[j];
    a[j]=x;
    return j;
}

void quick_sort(int a[],int p,int r) {
    if(p<r){
        int q=Partition(a,p,r);
        quick_sort(a,p,q-1);
        quick_sort(a,q+1,r);
    }
}
int main(){
    int a[10]={3,1,7,6,5,9,8,2,0,4};
    quick_sort(a,0,9);
    for(int i=0;i<10;i++){
        printf("%d ",a[i]);
    }
    printf("\n");
}

非递归排序：

也就是用栈存区间的左右端点

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<stack>
using namespace std;

int quick_sort(int a[],int p,int r) {
    int x=a[p];
    while(p<r){
        while(p<r&&a[r]>=x)r--;
        a[p]=a[r];
        while(p<r&&a[p]<=x)p++;
        a[r]=a[p];
    }
    a[p]=x;
    return p;
}

void store(int a[],int p,int r){
    stack<int>qq;
    if(p<r){
        int m=quick_sort(a,p,r);
        //左端点先进栈，右端点后进
        if(p<m-1){
            qq.push(p);
            qq.push(m-1);
        }
        if(m+1<r){
            qq.push(m+1);
            qq.push(r);
        }
        while(!qq.empty()){//empty()在空的时候返回1，非空返回0
            int x=qq.top();//右端点
            qq.pop();
            int y=qq.top();//左端点
            qq.pop();

            m=quick_sort(a,y,x);

            if(y<m-1){
                qq.push(y);
                qq.push(m-1);
            }
            if(m+1<x){
                qq.push(m+1);
                qq.push(x);
            }
        }
    }
}


int main(){
    int a[10]={3,1,7,6,5,9,8,2,0,4};
    store(a,0,9);

    for(int i=0;i<10;i++){
        printf("%d ",a[i]);
    }
    printf("\n");
}

随机快速排序：

快排的时间性能取决于基准元素的选取，若选的元素，可以尽可能把区间均分，则效率高。但是这个元素不总是区间的第一个元素，所以我们随机生成一个元素来作为基准元素（事实证明效率并没有提高……）

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>

using namespace std;
int Partition(int a[],int low,int high) {
    int key = a[low];
    while (low<high) {
        while (low<high&&a[high]>= key)high--;
        a[low]=a[high];
        while (low<high&&a[low]<= key)low++;
        a[high]=a[low];
    }
    a[low]=key;
    return low;
}

int RandomizedPartition(int a[],int p,int r){
    int i;
    srand(time(0));
    i=p+(int)((r-p+1)*rand()/(RAND_MAX+1.0);
    swap(a[i],a[p]);
    return Partition(a,p,r);
}

void RandomizedQuickSort(int a[],int p,int r) {
    if(p<r){
        int q=RandomizedPartition(a,p,r);
        RandomizedQuickSort(a,p,q-1);
        RandomizedQuickSort(a,q+1,r);
    }
}
int main(){
    int a[10]={2,5,1,3,4,9,7,8,6,0};
    RandomizedQuickSort(a,0,9);
    for(int i=0;i<10;i++){
        printf("%d ",a[i]);
    }
    printf("\n");
}