题解：AcWing 785 快速排序

【题目来源】

AcWing：785. 快速排序 - AcWing题库

【题目描述】

给定你一个长度为\(n\) 的整数数列。

请你使用快速排序对这个数列按照从小到大进行排序。

并将排好序的数列按顺序输出。

【输入】

输入共两行，第一行包含整数\(n\)。

第二行包含\(n\) 个整数（所有整数均在\(1\sim 10^9\)范围内），表示整个数列。

【输出】

输出共一行，包含\(n\) 个整数，表示排好序的数列。

【输入样例】

5
3 1 2 4 5

【输出样例】

1 2 3 4 5

【解题思路】

【算法标签】

《AcWing 785 快速排序》 #快速排序#

【代码详解】

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int N = 1e6 + 10; // 定义数组最大容量为1,000,010
int n; // 数组元素个数
int q[N]; // 存储待排序的数组

// 快速排序函数
// 参数：数组q[], 排序区间左边界l, 右边界r
void quick_sort(int q[], int l, int r)
{
    // 递归终止条件：区间长度小于等于1时不需要排序
    if (l >= r) return;

    // 随机选择基准元素，避免最坏情况时间复杂度
    int rnd_idx = rand() % (r - l + 1) + l; // 生成[l,r]范围内的随机索引
    swap(q[l], q[rnd_idx]); // 将随机选中的元素交换到区间最左端
    int x = q[l]; // 基准元素

    // 初始化双指针
    int i = l - 1, j = r + 1;

    // 分区过程
    while (i < j) {
        // 从左向右找第一个大于等于x的元素
        do i++; while (q[i] < x);
        // 从右向左找第一个小于等于x的元素
        do j--; while (q[j] > x);
        // 如果指针未相遇，交换这两个元素
        if (i < j) swap(q[i], q[j]);
    }

    // 递归排序左半部分 [l, j]
    quick_sort(q, l, j);
    // 递归排序右半部分 [j+1, r]
    quick_sort(q, j + 1, r);
}

int main()
{
    // 输入数据
    scanf("%d", &n); // 读取元素个数
    for (int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &q[i]); // 读取数组元素

    // 设置随机种子，用于随机选择基准元素
    srand(time(NULL));
    // 调用快速排序
    quick_sort(q, 0, n - 1);

    // 输出排序结果
    for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", q[i]);

    return 0;
}

【运行结果】

5
3 1 2 4 5
1 2 3 4 5