具有重复键的快速排序算法

Question

我正在尝试实现快速排序算法。以下代码适用于唯一元素，但不适用于具有重复元素的数组。请告诉我我哪里做错了。此外，当我将 pivot 的值更改为 0 以外的其他数字时，程序会崩溃。这是代码：

#include <iostream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

void swapme(int &a, int &b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void quicksort(int *arr, int size)
{    
    // these two variables will take care of position of comparison
    int lower = 0, upper = size - 1;  
    int pivot = 0;  // assigns pivot
    if (size <= 1)
        return;

    while (lower < upper)
    {
        while (arr[lower] < arr[pivot])
        {
            ++lower;
        }
    }

    while (arr[upper] > arr[pivot])
    {
        --upper;
    }

    if (upper > lower)
    {
        swapme(arr[upper], arr[lower]);
        // upper--;
        // lower++;
    }

    quicksort(arr, lower);
    quicksort(&arr[lower + 1], size - 1 - lower);
}

int main()
{
    int arr[30];

    for(int j = 0; j < 30; j++)
    {
        arr[j] = 1 + rand() % 5000;
    }

    for(int j = 0; j < 30; j++)
    {
        cout << arr[j] << "\t";
    }
    cout << endl;

    quicksort(arr, 30);

    for(int j = 0; j < 30; j++)
    {
        cout << arr[j] << "\t";
    }
    cout << endl;

    cin.get();
    cin.get();
}

更新：我终于设法让它工作了。这是固定版本：

void swapme(int &a, int &b )
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void quicksort(int *arr, int size)
{
    if (size <= 1)
        return;

    // These two variables will take care of position of comparison.
    int lower = 0;
    int upper = size-1;  

    int pivot = arr[upper/2]; // assigns pivot

    while (lower <= upper)
    {
        while (arr[lower] < pivot)
            ++lower;
        while (arr[upper] > pivot)
            --upper;

        if (upper >= lower)
        {
            swapme(arr[upper],arr[lower]);
            if(arr[upper] == arr[lower])
            {
                // Can either increment or decrement in case of duplicate entry
                upper--; // lower++;
            }
        }
    }

    quicksort(arr, lower);
    quicksort( &arr[lower+1], size-1-lower);
}

Answer 1

您将枢轴元素的索引存储在pivot变量中，因此交换元素可能会在循环期间更改枢轴元素的选择。不是一个很好的主意。我建议将枢轴元素的实际值存储在里面pivot。

另外，如果这真的不是家庭作业，为什么不简单地使用标准的图书馆设施呢？

#include <algorithm>

// ...

std::sort(arr + 0, arr + 30);

您将获得经过高度优化和测试的代码，这些代码在任何时候都将超越您手写的 Quicksort。