[FPGA] 快速排序算法之原理

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 楼主| feihufuture 发表于 2021-9-7 17:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 feihufuture 于 2021-9-7 17:33 编辑

设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选
用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它左边,所有比它大的数都放到它右边,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
这种不稳定对于我们不重要。
一趟快速排序的算法是: [1]
1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1; [1]
2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0]; [1]
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A的值交换; [1]
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A,将A和A[j]的值交换; [1]
5)重复第3、4步,直到i==j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。
排序演示
假设一开始序列{xi}是:5,3,7,6,4,1,0,2,9,10,8。
此时,ref=5,i=1,j=10,从后往前找,第一个比5小的数是x8=2,因此序列为:2,3,7,6,4,1,0,5,9,10,8。
此时i=1,j=8,从前往后找,第一个比5大的数是x3=7,因此序列为:2,3,5,6,4,1,0,7,9,10,8。
此时,i=3,j=8,从第8位往前找,第一个比5小的数是x7=0,因此:2,3,0,6,4,1,5,7,9,10,8。
此时,i=3,j=7,从第3位往后找,第一个比5大的数是x4=6,因此:2,3,0,5,4,1,6,7,9,10,8。
此时,i=4,j=7,从第7位往前找,第一个比5小的数是x6=1,因此:2,3,0,1,4,5,6,7,9,10,8。
此时,i=4,j=6,从第4位往后找,直到第6位才有比5大的数,这时,i=j=6,ref成为一条分界线,它之前的数都比它小,之后的数都比它大,对于前后两部分数,可以采用同样的方法来排序。
  1. <i><i><i><b><font size="4">void sort(int *a, int left, int right)

  2. {

  3.     if(left >= right)/*如果左边索引大于或者等于右边的索引就代表已经整理完成一个组了*/

  4.     {

  5.         return ;

  6.     }

  7.     int i = left;

  8.     int j = right;

  9.     int key = a[left];

  10.      

  11.     while(i < j)                               /*控制在当组内寻找一遍*/

  12.     {

  13.         while(i < j && key <= a[j])

  14.         /*而寻找结束的条件就是,1,找到一个小于或者大于key的数(大于或小于取决于你想升

  15.         序还是降序)2,没有符合条件1的,并且i与j的大小没有反转*/

  16.         {

  17.             j--;/*向前寻找*/

  18.         }

  19.          

  20.         swap(a,i,j);

  21.                 /*交换a[i]和a[j]的数值*/

  22.         /*找到一个这样的数后就把它赋给前面的被拿走的i的值(如果第一次循环且key是

  23.         a[left],那么就是给key)*/

  24.          

  25.         while(i < j && key >= a[i])

  26.         /*这是i在当组内向前寻找,同上,不过注意与key的大小关系停止循环和上面相反,

  27.         因为排序思想是把数往两边扔,所以左右两边的数大小与key的关系相反*/

  28.         {

  29.             i++;

  30.         }

  31.          

  32.         swap(a,i,j);

  33.     }

  34.      

  35.     sort(a, left, i - 1);/*最后用同样的方式对分出来的左边的小组进行同上的做法*/

  36.     sort(a, i + 1, right);/*用同样的方式对分出来的右边的小组进行同上的做法*/

  37.                        /*当然最后可能会出现很多分左右,直到每一组的i = j 为止*/

  38. }</font></b></i></i></i>


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