C++如何实现快速排序算法

阿辰大大_1901

阿辰大大_1901

2026-05-31

887人浏览

原创

快速排序核心是分治递归:选pivot划分数组为小于、等于、大于三段,仅递归处理左右两段;关键注意闭区间[left, right]边界和partition后正确传入pivotindex±1。

c++如何实现快速排序算法

快速排序的核心逻辑是分治递归

快速排序不是靠内置函数或库调用实现的,它依赖手动划分(partition)和递归收缩区间。关键在于选一个基准值(pivot),把数组分成三部分:小于 pivot 的左段、等于 pivot 的中段、大于 pivot 的右段,然后只对左右两段递归处理。

实际编码时最容易出错的是边界条件——比如 left >= right 时没及时 return,或者 partition 后递归调用时传入了错误的下标范围,导致无限递归或越界访问。

  • 推荐始终使用闭区间 [left, right] 语义,避免混淆开闭边界
  • 每次 partition 返回的是 pivot 最终落点的索引,递归调用应为 quickSort(arr, left, pivotIndex - 1) 和 quickSort(arr, pivotIndex + 1, right)
  • 不要在 partition 内部做 swap(arr[i], arr[j]) 时不检查 i ,否则可能原地交换两次变回原样

partition 函数怎么写才稳定不崩

最常用的是“挖坑填数”或“双指针”法。C++ 中推荐用双指针(Lomuto 或 Hoare 版本),其中 Hoare 更高效但初学者易写错循环终止条件;Lomuto 更直观,适合调试。

以 Lomuto 为例:取最后一个元素为 pivot,维护一个 storeIndex 指向已处理中小于等于 pivot 的区域右边界,遍历过程中遇到小元素就 swap 到 storeIndex 并自增。最后 swap storeIndex 和末尾 pivot。

常见崩溃点:storeIndex 初始化为 left 而非 left - 1,导致第一个小元素被跳过;或遍历时用了 i 却忘了 pivot 在 <code>right,造成重复比较。

C++ Code Review Master
C++ Code Review Master

组合式C++代码评审方案,融合静态分析、AI推理、多轮迭代评审和C++专项检查,适用于PR审查、增量代码审查、全项目评审和代码质量评分,触发词包括review cpp、cpp代码评审、C++review、代码审查。

下载
int partition(vector<int>& arr, int left, int right) {
    int pivot = arr[right];
    int storeIndex = left;
    for (int i = left; i <h3>递归深度太大导致栈溢出怎么办</h3>
<p>最坏情况(已排序数组+每次都选端点作 pivot)下递归深度是 O(n),容易触发 stack overflow。这不是算法写错了,而是工程现实问题。</p>
<p>解决方式不是换语言,而是加两个小优化:</p>
<ul>
<li>每次递归前,先处理较短的子区间,再用尾递归技巧处理较长的——即把第二次递归调用改成 while 循环,避免新增栈帧</li>
<li>当子数组长度小于某个阈值(如 10),改用插入排序。<code>std::sort</code> 就是这么干的</li>
<li>随机化 pivot:在 partition 前 <code>swap(arr[right], arr[left + rand() % (right - left + 1)])</code>,大幅降低退化概率</li>
</ul>
<h3>C++里要不要用 std::sort 替代手写 quickSort</h3>
<p>绝大多数场景应该直接用 <code>std::sort</code>。它不是纯 quickSort,而是 introsort(快排 + 堆排 + 插入排序混合),既保证平均 O(n log n),又规避最坏 O(n²),还做了缓存友好优化。</p>
<p>手写 quickSort 的合理理由只剩两个:教学理解分治思想,或嵌入式等极端受限环境无法用 STL。但即使教学,也建议对比测试:用 <code>std::sort</code> 和自己写的版本对 10⁵ 随机整数排序,你会发现性能差距常在 2–5 倍——不是因为你写得差,而是 <code>std::sort</code> 内联了分支预测、用 SIMD 做了小数组预处理。</p>
<p>真正容易被忽略的一点:<code>std::sort</code> 要求迭代器支持随机访问,<code>std::list</code> 就不能用;这时如果硬要“快排风格”,得换成基于链表的 partition,代价是失去 cache 局部性,实际可能比 <code>std::list::sort</code> 还慢。</p></int>

C++免费学习笔记(深入):立即使用
在学习笔记中,你将探索 C++ 的入门与实战技巧!

相关文章

PHP速学视频免费教程(入门到精通)
PHP速学视频免费教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

c++ 排序算法

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
c++和c语言的区别有哪些
c++和c语言的区别有哪些

c++和c语言的区别:1、面向对象编程(OOP)支持不同;2、新增特性不同;3、标准库不同;4、编译方式不同;5、命名空间不同等等。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

2208

9

c++和python学习顺序推荐
c++和python学习顺序推荐

一般建议先学习C++,再学习Python,因为这样可以逐步从较为底层的编程语言向更高级的语言过渡。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

979

6

python和c++学习性价比分析
python和c++学习性价比分析

Python易于学习,广泛应用于Web开发、数据科学和人工智能等领域,但性能较低。C语言性能高,适用于对性能要求较高的场景,如游戏开发和系统编程,但学习曲线陡峭,错误处理复杂。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

407

5

c语言和c++一样吗
c语言和c++一样吗

c语言和c++是两种不同的编程语言,虽然有相似之处,但存在显著差异。c语言专注于过程式编程和系统级开发,以简洁、高效著称。c++作为c语言的超集,引入了面向对象编程,增强了代码组织和管理能力,但学习曲线也更陡峭。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

307

5

c语言和c++先学哪个好
c语言和c++先学哪个好

初学者选择学习c语言还是c++语言,需要根据个人学习目标、背景以及编程兴趣和预期应用方向来决定。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

386

5

c语言和c++的区别和联系
c语言和c++的区别和联系

c语言和c++是计算机科学领域应用广泛的编程语言。虽然它们有着相似的基础,但它们在语言类型、语法功能和内存管理方面存在着显著差异。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

580

5

c++软件中文更改教程
c++软件中文更改教程

对于 ide,可通过打开设置,找到语言设置,选择中文,并保存更改。对于非 ide 应用程序,可查找设置或选项,选择语言设置,更改为中文,并保存更改。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.21

1389

9

python和java和c++学习性价比分析
python和java和c++学习性价比分析

Python以其易学性、丰富的库和活跃的社区而著称,适合数据科学、人工智能和Web开发。Java以其跨平台性、企业级应用开发和Android应用开发而闻名。C++以其底层控制能力、高效性能和游戏开发而著称。选择哪种语言取决于个人兴趣、职业方向和特定需求。想了解更多python和java和c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.22

1197

7

c++和c语言学习顺序推荐
c++和c语言学习顺序推荐

对于初学者,建议先学习C语言,掌握编程基础后再转入C++,便于理解面向对象编程概念。有编程经验者可直接学习C++,快速接触高级编程技术。想了解更多c++和c语言的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.25

1305

9

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Conan 2 Essentials 免费课程
Conan 2 Essentials 免费课程

共0课时 | 0人学习

CMake 与 Conan 集成实践
CMake 与 Conan 集成实践

共0课时 | 0人学习

Conan 2 高级依赖模型介绍
Conan 2 高级依赖模型介绍

共0课时 | 0人学习