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c++怎么实现快速排序算法_c++快速排序实现与原理

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-24 17:29:02

原创

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快速排序通过分治法实现，先选基准值并分区，再递归处理左右子数组。C++中用partition函数确定基准位置，主函数递归排序，平均时间复杂度O(n log n)，可优化随机化基准、三数取中等提升性能。

c++怎么实现快速排序算法_c++快速排序实现与原理

快速排序是一种高效的排序算法，采用分治思想（Divide and Conquer）来对数组进行排序。其核心思路是选择一个基准值（pivot），将数组分为两部分：小于基准的元素放在左边，大于等于基准的放在右边，然后对左右两部分递归处理。C++ 中可以通过函数递归和指针操作高效实现。

快速排序的基本原理

快速排序的核心步骤如下：

选择基准（pivot）： 通常选择数组的第一个、最后一个或中间元素作为基准，也可以随机选取。
分区操作（partition）： 遍历数组，将小于基准的元素移到左边，大于等于基准的移到右边，最终确定基准在排序后的位置。
递归排序： 对基准左右两个子数组分别进行快速排序。

整个过程不断缩小问题规模，直到子数组长度为0或1时停止。

C++ 实现快速排序

下面是一个经典的 C++ 快速排序实现：

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#include <iostream>
#include <vector>
<p>// 分区函数：返回基准元素的最终位置
int partition(std::vector<int>& arr, int low, int high) {
int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准
int i = low - 1; // 小于基准的区域的边界</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>for (int j = low; j < high; j++) {
    if (arr[j] <= pivot) {
        i++;
        std::swap(arr[i], arr[j]);
    }
}
std::swap(arr[i + 1], arr[high]); // 将基准放到正确位置
return i + 1;

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}

// 快速排序主函数 void quickSort(std::vector<int>& arr, int low, int high) { if (low < high) { int pi = partition(arr, low, high); // 获取基准索引 quickSort(arr, low, pi - 1); // 排序基准左边 quickSort(arr, pi + 1, high); // 排序基准右边 } }

// 打印数组 void printArray(const std::vector<int>& arr) { for (int val : arr) std::cout << val << " "; std::cout << "\n"; }

使用示例：

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int main() {
    std::vector<int> arr = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = arr.size();
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>std::cout << "排序前: ";
printArray(arr);

quickSort(arr, 0, n - 1);

std::cout << "排序后: ";
printArray(arr);

return 0;

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}