排序（6）——快速排序算法之挖坑版＆前后指针版

挖坑版

基本思路

代码实现

注意点

前后指针版

基本思路

代码实现

注意点

由于hoare版本的快速排序有很多坑和需要注意的地方，就会导致代码写起来不容易，这里我们给出两种不同的单趟排序思路：挖坑版＆前后指针版。

挖坑版

基本思路

先将第一个数记作key，然后把它当作一个坑位。右边先走找小，找到后填补到坑位上，然后该位置变成新的坑位。接着左边走找大，找到后再将该数填到坑位上，该位置变成新坑位。如此循环往复，直到二人相遇，再把key填补到相遇点。

如下为图解

代码实现

注意：holei是下标！！

// 挖坑法
int PartSort2(int* a, int begin, int end)
{int midi = GetMidi(a, begin, end);Swap(&a[midi], &a[begin]);int key = a[begin];int holei = begin;while (begin < end){// 右边找小，填到左边的坑while (begin < end && a[end] >= key){--end;}a[holei] = a[end];holei = end;// 左边找大，填到右边的坑while (begin < end && a[begin] <= key){++begin;}a[holei] = a[begin];holei = begin;}a[holei] = key;return holei;
}

注意点

holei是下标
key是最左边的值，则right先走
key是最右边的值，则left先走
要记得将坑位转移
时间复杂度：O(N)

该方法本质上还是hoare的思想，在性能上并没有比hoare好，但是更好理解！

前后指针版

基本思路

首元素为key，设置两个指针cur和prev，prev指向第一个元素，cur指向它的下一个元素。

cur找大比key值大的值，++cur
cur找到比key值小的值，++prev，交换prev和cur位置的值，++cur

关于交换：

prev可能会和cur指向同一个值，这个时候他们两个还没有分开。
当二者拉开距离，prev就会和远处的cur交换值了。此时的prev就是比key要大的值，因为cur在之前已经过滤掉了这些数，从而达到小值换到前面，大值换到后面的效果。

如下图解

我们可以看出，这就类似于推箱子，遇到比key小的值了后，一直将7和9往后退，将小的那个值往前推。

代码实现

//前后指针
int PartSort3(int* a, int begin, int end)
{int midi = GetMidi(a, begin, end);Swap(&a[midi], &a[begin]);int keyi = begin;int prev = begin;int cur = prev + 1;while (cur <= end){if (a[cur] < a[keyi] && ++prev != cur)Swap(&a[prev], &a[cur]);++cur;}Swap(&a[prev], &a[keyi]);keyi = prev;return keyi;
}