快速排序之PHP实现【非递归】

2019年12月8日 208次阅读

算法过程
　　设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。一趟快速排序的算法是： 　　

  • 1）设置两个变量I、J，排序开始的时候：I=0，J=N-1； 　　
  • 2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即 key=A[0]； 　　
  • 3）从J开始由后向前搜索（J=J-1），找到第一个小于key的值A[J]，并与A[I]交换； 　　
  • 4）从I开始由前向后搜索（I=I+1），找到第一个大于key的A[I]，与A[J]交换； 　　
  • 5）重复第3、4、5步，直到 I=J；

3,4步是在程序中没找到时候j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到并交换的时候i， j指针位置不变。另外当i=j这过程一定正好是i+或j+完成的最后另循环结束)　

例如：待排序的数组A的值分别是：（初始关键数据：X=49） 注意关键X永远不变，永远是和X进行比较，无论在什么位子，最后的目的就是把X放在中间，小的放前面大的放后面。 　　

A[0] 、 A[1]、 A[2]、 A[3]、 A[4]、 A[5]、 A[6]： 　　

49 38 65 97 76 13 27 　　

  • 进行第一次交换后： 27 38 65 97 76 13 49 　按照算法的第三步从后面开始找) 　　
  • 进行第二次交换后： 27 38 49 97 76 13 65 　按照算法的第四步从前面开始找>X的值，65>49,两者交换，此时：I=3　　
  • 进行第三次交换后： 27 38 13 97 76 49 65 　按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找 　　
  • 进行第四次交换后： 27 38 13 49 76 97 65 　按照算法的第四步从前面开始找大于X的值，97>49,两者交换，此时：I=4,J=6　

此时再执行第三步的时候就发现I=J，从而结束一趟快速排序，那么经过一趟快速排序之后的结果是：

27 38 13 49 76 97 65，

即所以大于49的数全部在49的后面，所以小于49的数全部在49的前面。

/**
 * 快速排序算法
 *
 * @param array $arr 无序数组
 * @return array $arr 有序数组
 */
function quick_sort($arr)
{
    $sarr[0] = ['left'=>0,'right'=>count($arr) - 1];   //该数组保存需要排序的子数组边界
    $i = 0;
    $n = 1;
    while($i < $n){	    //判断还有未排序子数组存在
        $left = $sarr[$i]['left'];	//数组左边界下标
        $right = $sarr[$i]['right'];	//数组右边界下标
        //随机获得关键值
        $k = rand($left, $right-1);
        $t = $arr[$left];
        $arr[$left] = $arr[$k];
        $arr[$k] = $t;
        $key = $left;	//关键值
        $f = false;	        //标志位
        while($left <= $right) {
            if($f == false) {
                if($arr[$right] < $arr[$key]) {
                    $t = $arr[$key];
                    $arr[$key] = $arr[$right];
                    $arr[$right] = $t;
                    $key = $right;
                    $f = true;
                }
                $right--;
            }
            if($f) {
                if($arr[$left] > $arr[$key]) {
                    $t = $arr[$key];
                    $arr[$key] = $arr[$left];
                    $arr[$left] = $t;
                    $key = $left;
                    $f = false;
                }
                $left++;
            }
        } 
        //保存入边界数组
        if($sarr[$i]['left'] < $key - 1) {
            $sarr[$n++] = ['left'=>$sarr[$i]['left'], 'right'=>$key-1];
        }
        if($sarr[$i]['right'] > $key + 1) {
            $sarr[$n++] = ['left'=>$key + 1, 'right'=>$sarr[$i]['right']];
        }
        $i++;
    }
    return $arr;
}

//示例
$arr = range(1, 100);
shuffle($arr);
print_r($arr);

echo "<br>";
print_r(quick_sort($arr));

 

点赞