快速排序算法的优化
摘要快速排序算法是计算机内部排序程序设计中的一种重要操作，在现实生活中有广泛应用。本文主要对在排序过程中记录移动次数进行探讨优化，希望在计算机的学科发展大潮中贡献绵薄力量。
【关键词】快速排序 记录移动
快速排序是对起泡排序的一种改进，在时间、空间复杂度同数量级的排序方法中，其平均性能最优。其基本思想是，通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。
1 快速排序算法实现
1.1 一趟快速排序算法实现
假设待排序的序列为{L.r[s],L.r[s+1],…,L.r[t]},首先任意选取一个记录(通常可选第一个记录L.r[s])作为枢轴(或支点)(pivot)，然后按下述原则重新排列其余记录: 将所有关键字较它小的记录都安置在它的位置之前，将所有关键字较它大的记录都安置在它的位置之后。由此可以将该”枢轴”记录最后所落得位置i作分界线，将序列{L.r[s],…,L.r[t]}分割成两个子序列{L.r[s],L.r[s+1],…,L.r[i-1]}和{L.r[i+1],L.r[i+2],…,L.r[t]}。这个过程称做一趟快速排序(或一次划分)。
一趟快速排序的具体做法是: 附设两个指针low和high，他们的初值分别为low和high，设枢轴记录的关键字为pivotkey，则首先从high所指位置向前搜索找到第一个关键字小于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换，然后从low所指位置起向后搜索，找到第一个关键字大于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换，重复这两步直至low=high为止。其算法如下:
int Partition(SqList &L, int low, int high){
pivotkey=L.r[low].key;
while(low
L.r[low]<---->L.r[high];
while(low
}
return low;
}
1.2 递归形式的快速排序算法
通过对一次划分所得的两个子序列递归排序，得到原序列的排序
算法实现如下：
void QSort(SqList &L，intlow，inthigh){
if(low
QSort(L,low,pivotloc-1);
QSort(L,pivotloc+1,high);
}
}
2 对一趟排序算法的优化
由上述算法知，在进行一次记录交换时，需要3次记录移动(赋值)的操作。而在实际上，在排序过程中对枢轴记录的赋值是多余的。因为在排序过程中，当low>=high时确定枢轴位置即可。因此可以将枢轴记录暂存，当一趟排序结束时才将枢轴记录移动到正确位置。此外，可以将指针的单向移动改为双向移动，即: low指针从开始位置向后搜索，直到遇到第一个大于pivotkey的记录；high指针从开始位置向前搜索，直到遇到第一个小于pivotkey的记录，然后交换low和high指针对应的记录。
算法实现如下:
int Partition(SqList &L, int low, int high){
l=low;
high=high+1;
while(low
low++;
}while(L.r[low].key
high--;
}while(L.r[high].key>pivotkey)
swap(L.r[low],L.r[high]); //交换两条记录
}
swap(L.r[low],L.r[high]);//当low>=high时 撤销最后一次交换
swap(L.r[l],L.r[high]);
returnhigh;
}
对比可知: 优化后的一趟排序算法不必对枢轴重复赋值
3 过程事例
如图1图2所示。
4 结束语
本文从快速排序算法的记录移动过程入手，针对一趟快速排序的枢轴移动赋值进行优化，并且将指针的单向移动改为双向移动，使得排序过程更加清楚。
参考文献
[1]严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版).
[2]Anany Levitin(美).算法设计与分析设计基础(第二版).
作者单位
中南大学湖南省长沙市410083
