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        php如何實現快速排序

        php實現快速排序的方法:首先創建一個PHP示例文件;然后創建交換函數和主函數;接著對低子表和高子表進行遞歸排序;最后調用QuickSort算法即可。

        php如何實現快速排序

        推薦:《PHP視頻教程》

        基本思想:

        快速排序(Quicksort)是對冒泡排序的一種改進。他的基本思想是:通過一趟排序將待排記錄分割成獨立的兩部分,其中一部分的關鍵字均比另一部分記錄的關鍵字小,則可分別對這兩部分記錄繼續進行快速排序,整個排序過程可以遞歸進行,以達到整個序列有序的目的。

        基本算法步驟:

        舉個栗子:
        php如何實現快速排序

        假如現在待排序記錄是:

        6   2   7   3   8   9

        第一步、創建變量 $low 指向記錄中的第一個記錄,$high 指向最后一個記錄,$pivot 作為樞軸賦值為待排序記錄的第一個元素(不一定是第一個),這里:

        $low = 0; $high = 5; $pivot = 6;

        第二步、我們要把所有比 $pivot 小的數移動到 $pivot 的左面,所以我們可以開始尋找比6小的數,從 $high 開始,從右往左找,不斷遞減變量 $high 的值,我們找到第一個下標 3 的數據比 6 小,于是把數據 3 移到下標 0 的位置($low 指向的位置),把下標 0 的數據 6 移到下標 3,完成第一次比較:

        3   2   7   6   8   9  //這時候,$high 減小為 3 $low = 0; $high = 3; $pivot = 6;

        第三步、我們開始第二次比較,這次要變成找比 $pivot 大的了,而且要從前往后找了。遞加變量 $low,發現下標 2 的數據是第一個比 $pivot 大的,于是用下標 2 ($low 指向的位置)的數據 7 和 指向的下標 3 ($high 指向的位置)的數據的 6 做交換,數據狀態變成下表:

        3   2   6   7   8   9  //這時候,$high 減小為 3 $low = 2; $high = 3; $pivot = 6;

        完成第二步和第三步我們稱為完成一個循環。

        第四步(也就是開啟下一個循環)、模仿第二步的過程執行。
        第五步、模仿第三步的過程執行。

        執行完第二個循環之后,數據狀態如下:

        3   2   6   7   8   9  //這時候,$high 減小為 3 $low = 2; $high = 2; $pivot = 6;

        到了這一步,我們發現 $low 和 $high“碰頭”了:他們都指向了下標 2。于是,第一遍比較結束。得到結果如下,凡是 $pivot(=6) 左邊的數都比它小,凡是 $pivot 右邊的數都比它大。

        然后,對 、$pivot 兩邊的數據 {3,2} 和 {7,8,9},再分組分別進行上述的過程,直到不能再分組為止。

        注意:第一遍快速排序不會直接得到最終結果,只會把比k大和比k小的數分到k的兩邊。為了得到最后結果,需要再次對下標2兩邊的數組分別執行此步驟,然后再分解數組,直到數組不能再分解為止(只有一個數據),才能得到正確結果。

        算法實現:

        //交換函數 function swap(array &$arr,$a,$b){     $temp = $arr[$a];     $arr[$a] = $arr[$b];     $arr[$b] = $temp; }  //主函數: function QuickSort(array &$arr){     $low = 0;     $high = count($arr) - 1;     QSort($arr,$low,$high); }

        主函數中,由于第一遍快速排序是對整個數組排序的,因此開始是 $low=0,$high=count($arr)-1。
        然后 QSort() 函數是個遞歸調用過程,因此對它封裝了一下:

        function QSort(array &$arr,$low,$high){     //當 $low >= $high 時表示不能再進行分組,已經能夠得出正確結果了     if($low < $high){         $pivot = Partition($arr,$low,$high);  //將$arr[$low...$high]一分為二,算出樞軸值         QSort($arr,$low,$pivot - 1);	//對低子表($pivot左邊的記錄)進行遞歸排序         QSort($arr,$pivot + 1,$high);	//對高子表($pivot右邊的記錄)進行遞歸排序     } }

        從上面的 QSort()函數中我們看出,Partition()函數才是整段代碼的核心,因為該函數的功能是:選取當中的一個關鍵字,比如選擇第一個關鍵字。然后想盡辦法將它放到某個位置,使得它左邊的值都比它小,右邊的值都比它大,我們將這樣的關鍵字成為樞軸(pivot)。

        直接上代碼:

        //選取數組當中的一個關鍵字,使得它處于數組某個位置時,左邊的值比它小,右邊的值比它大,該關鍵字叫做樞軸 //使樞軸記錄到位,并返回其所在位置 function Partition(array &$arr,$low,$high){     $pivot = $arr[$low];   //選取子數組第一個元素作為樞軸     while($low < $high){  //從數組的兩端交替向中間掃描(當 $low 和 $high 碰頭時結束循環)         while($low < $high && $arr[$high] >= $pivot){             $high --;         }         swap($arr,$low,$high);	//終于遇到一個比$pivot小的數,將其放到數組低端          while($low < $high && $arr[$low] <= $pivot){             $low ++;         }         swap($arr,$low,$high);	//終于遇到一個比$pivot大的數,將其放到數組高端     }     return $low;   //返回high也行,畢竟最后low和high都是停留在pivot下標處 }

        組合起來的整個代碼如下:

        function swap(array &$arr,$a,$b){     $temp = $arr[$a];     $arr[$a] = $arr[$b];     $arr[$b] = $temp; }  function Partition(array &$arr,$low,$high){     $pivot = $arr[$low];   //選取子數組第一個元素作為樞軸     while($low < $high){  //從數組的兩端交替向中間掃描         while($low < $high && $arr[$high] >= $pivot){             $high --;         }         swap($arr,$low,$high);	//終于遇到一個比$pivot小的數,將其放到數組低端         while($low < $high && $arr[$low] <= $pivot){             $low ++;         }         swap($arr,$low,$high);	//終于遇到一個比$pivot大的數,將其放到數組高端     }     return $low;   //返回high也行,畢竟最后low和high都是停留在pivot下標處 }  function QSort(array &$arr,$low,$high){     if($low < $high){         $pivot = Partition($arr,$low,$high);  //將$arr[$low...$high]一分為二,算出樞軸值         QSort($arr,$low,$pivot - 1);   //對低子表進行遞歸排序         QSort($arr,$pivot + 1,$high);  //對高子表進行遞歸排序     } }  function QuickSort(array &$arr){     $low = 0;     $high = count($arr) - 1;     QSort($arr,$low,$high); }

        我們調用算法:

        $arr = array(9,1,5,8,3,7,4,6,2); QuickSort($arr); var_dump($arr);

        復雜度分析:

        在最優的情況下,也就是選擇數軸處于整個數組的中間值的話,則每一次就會不斷將數組平分為兩半。因此最優情況下的時間復雜度是 O(nlogn) (跟堆排序、歸并排序一樣)。

        最壞的情況下,待排序的序列是正序或逆序的,那么在選擇樞軸的時候只能選到邊緣數據,每次劃分得到的比上一次劃分少一個記錄,另一個劃分為空,這樣的情況的最終時間復雜度為 O(n^2).

        綜合最優與最差情況,平均的時間復雜度是 O(nlogn).

        快速排序是一種不穩定排序方法。

        由于快速排序是個比較高級的排序,而且被列為20世紀十大算法之一。。。。如此牛掰的算法,我們還有什么理由不去學他呢!

        盡管這個算法已經很牛掰了,但是上面的算法程序依然有改進的地方。

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