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面试指南 - 请实现一个快速排序算法

 

  快速排序算法是诸多排序算法中性能较优的一种,也是很多内建排序类型所采用的算法。该算法在.NET面试和笔试中经常被考查到,下面将详细介绍快速排序的算法思想及代码示例。

 

所涉及的知识点:

  • 使用C#实现快速排序算法

 

分析问题:

  快速排序算法是公认的最为优秀的内部排序算法之一,其实实现思想很简单,并且在一般情况下性能较高。下面是该算法的基本思想:

  1. 假设待排序的序列为L[m...n],其中L[m...midlle-1]中的每个元素都小于L[midlle],而L[midlle+1...n]中的每个元素都大于L[midlle]。
  2. 递归调用快速排序算法,对L[m...midlle-1]和L[midlle+1...n]分别进行排序。
  3. 由于是原地排序,所以递归结束后自然形成了有序序列。

 

  下列代码给出了快速排序的一个实现示例:

 1 using System; 2  3 namespace Guying.Demo.ConsoleApp 4 { 5     class QuickSort 6     { 7         static void Main(string[] args) 8         { 9             int[] data = http://www.mamicode.com/new int[] { 1, 1, 4, 3, 6, 7, 4, 5, 0, 0 };  // 建立测试数组10             Run(data, 0, data.Length - 1);  // 进行快速排序11             for (int i = 0; i < data.Length; i++)12                 Console.Write("{0}, ", data[i]);13             Console.Read();14         }15 16         /// <summary>17         /// 快速排序算法18         /// </summary>19         /// <param name="data">排序数组</param>20         /// <param name="low">排序下限</param>21         /// <param name="high">排序上限</param>22         static void Run(int[] data, int low, int high)23         {24             /**25              * 简单设定中间值,并以此为一趟快速排序的分割点26              * 注意这里是一个简单的算法27              * 如果想对这个算法进行优化的话,可以采取随机的方法来获取分割点28              * */29             int middle = data[(low + high) / 2];30 31             int i = low, j = high;  // 设定移动上下标32 33             // 直至分割出两个序列34             do35             {36                 // 扫描中值左边元素37                 while (data[i] < middle && i < high) i++;38                 // 扫描中值右边元素39                 while (data[j] > middle && j > low) j--;40                 // 找到了一对可交换的值41                 if (i <= j)42                 {43                     // 交换44                     int temp = data[i];45                     data[i] = data[j];46                     data[j] = temp;47                     i++;48                     j--;49                 }50             } while (i <= j);51             // 递归对比分割点元素都小的那个序列进行快速排序52             if (j > low) Run(data, low, j);53             // 递归对比分割点元素都大的那个序列进行快速排序54             if (i < high) Run(data, i, high);55         }56     }57 }

 

  编译并执行上述代码,可以得到如下结果:

 

说明:

  快速排序算法在最坏的情况下运行时间为O(n2),平均运行时间为O(nlgn)。快速排序的对象都读入内存中,所以输入内部输入内部排序。

  快速排序基于比较关键字来确定元素的位置,所以它属于比较排序。同时,快速排序具有原地排序特性和不稳定特性,这意味着快速排序不需要额外的排序空间,但是不能确保相等的元素位置不被交换。

 

答案:

  快速排序是最为高效的内部排序算法之一,其基本思想在于把排序对象分割为两列子序列,而其中一个子序列的值都大于另一个子序列的值,并且进一步递归排序所有子序列。

 

 

 

 

 

《.NET程序员面试真题》学习笔记

 

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