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第三种武功：交换排序
交换排序分为两类，冒泡排序（BubbleSort）和快速排序(QuickSort)。
一、算法实现思想；
BubbleSort算法实现思想：
两两比较相邻记录的关键码，如果反序则交换。直到所有记录顺序为止。
QuickSort算法实现思想：
首先选择一个轴值（一般选平均值，我们这里选数组的第一个值）作为比较基准。将待排序的记录分割成两部分。左侧记录的关键码均小于轴值，右侧记录的关键码均大 于轴值。进过若干次调整直到整个序列有序为止。
二、关于算法的思考，以及执行步骤的区分；
BubbleSort算法实现分解
在一趟冒泡排序中若干个记录位于最终为止如何调整？
在每一次的比较中，会逐步筛选下去。每次都是选择最大的记录后移。而且一次排序结束后又标志位标记。
如何确定每一次冒泡的范围，使得已经位于最终位置的记录不参与下一趟排序？
设置标志位，使得每次排序过程中最后一次的交换位置存放到暂存变量exchange中。
如何判定冒泡排序的结束？
判定当前的暂存值是否为零。
QuickSort算法实现
如何有效的选择轴值？
一般情况下，算法的性能根据实际情况不同而不同，一般选择整个序列的平均值。本程序选择数组的一个元素
如何进行一次划分？
以轴值交换位置作为标准，将记录关键码小于轴值得存放在左边，将记录关键码大于轴值得放在右边。
如何判别排序结束？
进行递归划分直到所有的记录有序。
三、对算法的具体代码实现（JAVA，C++）；
冒泡排序的C++代码实现
* * 交换排序之冒泡排序 * 前置条件:无顺序的一个数组 * 输 入:数组以及数组长度 * 处 理:对数组完成冒泡排序 * 输 出:有序数组 * 后置条件:无 */ void BubbleSort(int r[],int n) { int exchange=n; int temp; while(exchange) { int bound=exchange; exchange=0; for(int i=0;i<bound;i++) { if(r[i]>r[i+1]) { temp=r[i+1]; r[i+1]=r[i]; r[i]=temp; exchange=i; } } } }
快速排序的C++代码实现
/* * 交换排序之一次划分 * 前置条件:无顺序的一个数组 * 输 入:数组以及数组起始位置和终止位置 * 处 理:进行一次划分 * 输 出:轴值的位置 * 后置条件:无 */ int Partition(int r[],int first,int end) { int i=first; int j=end; int temp; while(i<j) { while(i<j&&r[i]<r[j])//左边开始 i++; if(i<j) { temp=r[i]; r[i]=r[j]; r[j]=temp; j--; } while(i<j&&r[i]<r[j])//右边开始 j--; if(i<j) { temp=r[i]; r[i]=r[j]; r[j]=temp; i++; } } return i; } /* * 交换排序之快速排序 * 前置条件:无顺序的一个数组 * 输 入:数组以及数组起始位置终止位置 * 处 理:对数组完成快速排序 * 输 出:有序数组 * 后置条件:无 */ void QuickSort(int r[],int first,int end) { if(first<end) { int pivot=Partition( r,first, end); QuickSort( r, first,pivot-1); QuickSort( r,pivot+1, end); } }
四、时间空间、效率、稳定性分析：
|
排序类型 |
快速排序(QuickSort) |
冒泡排序（BubbleSort） |
|
最好执行时间 |
O(nlog2n) |
O(n) |
|
最坏执行时间 |
O(n2) |
O(n2) |
|
平均执行时间 |
O(nlog2n) |
O(n2) |
|
额外辅存空间 |
1 |
------- |
|
稳定性 |
不稳定 |
稳定 |
五、实际应用；
快速排序时已知性能最好的排序算法，UNIX系统中的qsort()函数基于快速排序实现。应用于记录个数多，随机排列的待排序序列中。
参考文献：算法导论
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原文地址：http://www.cnblogs.com/sunny-shiny/p/3871064.html
