快速排序的優化

下面為一段普通的快速排序代碼

(1)隨機性

快速排序算法有較壞的情況,例如9、8、7、6、5、4、3、2、1這樣一個序列,此時用快速排序則效率很低。

因此,可以編寫shuffle函數打亂數組。


shuffle函數

(2)采用三向切分

在實際應用中,數組中可能存在著大量的重復元素,對重復元素進行排序沒有任何意義。Dijkstra的三向切分解法思想如下圖所示。他使用了lt和gt指針,令[lo,...,lt-1]的元素都下于v,[gt+1,...,hi]的元素都大于v。

1、a[i]<v , swap(a[lt],a[i]) , lt++ , i++

2、a[i]>v , swap(a[gt],a[i]) , gt--

3、a[i]==v , i++


三項切分思想

下圖為三向切分處理數組的過程:

(3)小規模數組采用直接插入排序

在快速排序遞歸的過程中,處理小規模數組時,需要多次的遞歸,執行更小的數組,導致此時快速排序沒有直接插入排序的效率高。因此將sort()中語句

if (hi <= lo) return;

替換成下面這條語句:

if ( hi <= lo + M) { Insertion.sort(a, lo, hi); return;}

其中M的最佳取值需要根據具體環境而定。

(4)設置哨兵

在插入排序時,在數組0號元素存放哨兵,可以去除判斷指針是否小于數組的最低位的判斷。

(5)個人想法

在之前的學習中,學過歸并排序,它的復雜度為O(nlogn),但是快速排序優化不采用歸并排序而采用三向切分,個人有以下兩點想法:

1、歸并排序對重復數據的處理性能不穩定。通過測試,隨機數組長度為100000000,數字范圍為[0,200),自頂向下的歸并排序消耗時間為14427ms,三向切分消耗時間為13000ms。

2、小數組采用直接插入排序時,M的取值在5~15之間性能較好,此時若對直接插入排序采用歸并,意義不大,可能還會因為遞歸導致效率降低。

(6)代碼實現




最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發布平臺,僅提供信息存儲服務。
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 228,936評論 6 535
  • 序言:濱河連續發生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發現死者居然都...
    沈念sama閱讀 98,744評論 3 421
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人,你說我怎么就攤上這事。” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 176,879評論 0 381
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長。 經常有香客問我,道長,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 63,181評論 1 315
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 71,935評論 6 410
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發上,一...
    開封第一講書人閱讀 55,325評論 1 324
  • 那天,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 43,384評論 3 443
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 42,534評論 0 289
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后,有當地人在樹林里發現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 49,084評論 1 335
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 40,892評論 3 356
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發現自己被綠了。 大學時的朋友給我發了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 43,067評論 1 371
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 38,623評論 5 362
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響,放射性物質發生泄漏。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環境...
    茶點故事閱讀 44,322評論 3 347
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 34,735評論 0 27
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至,卻和暖如春,著一層夾襖步出監牢的瞬間,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 35,990評論 1 289
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 51,800評論 3 395
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 48,084評論 2 375

推薦閱讀更多精彩內容

  • 最近在讀< >時,了解到了很多常用的排序算法,故寫一篇讀書筆記記錄下這些排序算法的思路和實現. 冒泡排序 冒泡排序...
    SylvanasSun閱讀 706評論 0 0
  • 算法簡介 是一種分治的排序算法,特點就是快,而且效率高。 基本思路 通過一趟排序將待排元素分隔成獨立的兩部分,其中...
    TinyDolphin閱讀 3,509評論 0 3
  • 本文有七千字,閱讀大約需要占用你10分鐘時間。 好吧。。隨便寫的,我也不知道會花多久看完。因為寫的比較爛,而且只是...
    鍋與盆閱讀 8,140評論 5 36
  • 四. 走向世界之巔——快速排序 你可能會以為歸并排序是最強的算法了,其實不然。回想一下,歸并的時間效率雖然高,但空...
    Leesper閱讀 1,734評論 9 7
  • 封一書紙箋 采一朵星云 寄一片相思 道一聲珍重 送一份祝福 曾經彼此的天 肩并肩 卻沒有永遠
    恨鐵成鋼閱讀 230評論 0 3