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怎样用指针实现C++数组排序 手写快速排序算法示例

P粉602998670

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发布时间:2025-07-31 11:05:01

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来源于php中文网

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快速排序是一种分而治之的排序算法,通过选择基准值将数组分为两部分并递归排序。1. 定义排序函数,参数为两个int*指针表示数组范围;2. 选择基准值,通常取最左边元素;3. 使用双指针从左右扫描并交换不符合顺序的元素;4. 将基准值放到正确位置后递归处理左右子数组;5. 注意指针边界、基准选择及指针运算避免越界。

怎样用指针实现C++数组排序 手写快速排序算法示例

在 C++ 中,使用指针操作数组并实现排序算法是一种常见的做法,尤其是当你想深入理解底层数据操作和内存管理时。快速排序(Quick Sort)作为经典的分治排序算法,非常适合用指针来实现。

怎样用指针实现C++数组排序 手写快速排序算法示例

什么是快速排序?

快速排序的核心思想是“分而治之”。它选择一个基准值(pivot),将数组分成两部分:一部分比 pivot 小,另一部分比 pivot 大,然后递归地对这两部分继续排序。

使用指针的好处在于,我们不需要额外拷贝数组,而是通过移动指针来访问和操作数组元素,效率更高。

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怎样用指针实现C++数组排序 手写快速排序算法示例

如何用指针实现快速排序?

要用手写的方式实现快排,关键在于如何用指针来表示数组的起始和结束位置,并在递归过程中正确传递这些信息。

步骤如下:

  • 定义排序函数,参数为两个 int* 指针,分别指向数组的起始和末尾。
  • 找到基准值,通常选中间或第一个元素。
  • 使用双指针从左右两端扫描,交换不符合顺序的元素。
  • 递归处理左右子数组。

快速排序代码示例(使用指针)

下面是一个简单的实现:

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怎样用指针实现C++数组排序 手写快速排序算法示例
#include 
using namespace std;

void quickSort(int* left, int* right) {
    // 如果只有一个元素或者没有元素,直接返回
    if (left >= right) return;

    int pivot = *left;  // 以最左边的数为基准
    int* i = left;
    int* j = right;

    while (i < j) {
        // 从右往左找比 pivot 小的
        while (i < j && *j >= pivot) j--;
        // 从左往右找比 pivot 大的
        while (i < j && *i <= pivot) i++;

        if (i < j) swap(*i, *j);
    }

    swap(*left, *i);  // 把 pivot 放到中间位置

    // 递归左右两边
    quickSort(left, i - 1);
    quickSort(i + 1, right);
}

int main() {
    int arr[] = {5, 3, 8, 4, 2};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    quickSort(arr, arr + n - 1);

    for (int i = 0; i < n; ++i)
        cout << arr[i] << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

常见问题与注意事项

  • 指针边界判断很重要:一定要确保 left ,否则会出现死循环或越界访问。

  • 基准值的选择影响性能:可以随机选择 pivot 或者三数取中,避免极端情况(如数组已有序)。

  • swap 函数用的是标准库:如果你不引入 ,可以自己写一个简单的 swap:

    void swap(int& a, int& b) {
        int temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
  • 注意指针运算不要越界:比如 arr + n 是最后一个元素的下一个地址,不能直接解引用。


基本上就这些了。快速排序本身逻辑不算特别复杂,但用指针实现时要注意边界条件和指针移动方式。只要把每一步的作用搞清楚,写起来就不难。

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