【C++】分治-快速排序算法习题

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今日语录：你有多自信，世界就有多相信你！你有多坚持，成功就有多眷顾你！

⭐一、颜色分类

题目链接：颜色分类

题目内容：

解题思路：
1.使用快排的思想，定义三个指针，分别是left（初始化为-1，用于标记0序列末尾）i(初始化为0，用于扫描整个数组）right（初始化为数组大小n，标记2序列的起始位置）

2.在 i 扫描数组时，我们就将数组分成三块区域：[0，left]区间表示0元素，[left + 1，i - 1]表示1元素，[i，right - 1]表示代排列元素，[right，n]表示2元素

代码实现：

class Solution {
public:void sortColors(vector<int>& nums) {int left = -1,i = 0,right = nums.size();while(i < right){if(nums[i] == 0){swap(nums[++left],nums[i++]);}else if(nums[i] == 1)i++;else{swap(nums[--right],nums[i]);}}}
};

🏠二、排序数组

题目链接：排序数组

题目内容：

解题思路：
1.使用数组分三块区域以及随机选择基准值的快速排序方法

2.将产生的随机数转化为随机下标，按照划分区域规则，将数组划分成：[l，left]，[left + 1,right - 1]，[right，r]

3.然后递归处理左区域和右区域,最终得到结果

代码实现：

class Solution {
public:vector<int> sortArray(vector<int>& nums) {srand(time(NULL));qsort(nums,0,nums.size() - 1);return nums;}void qsort(vector<int>& num,int l,int r){if(l >= r)return;int key = getrandom(num,l,r);//将数组划分成三块区域//[l,left][left + 1,right - 1][right,r]int i = l,left = l - 1,right = r + 1;while(i < right){if(num[i] < key){swap(num[++left],num[i++]);}else if(num[i] == key)i++;else{swap(num[--right],num[i]);}}//递归排序左右区间qsort(num,l,left);qsort(num,right,r);}//获取随机值int getrandom(vector<int>& num,int left,int right){int r = rand() % (right - left + 1) + left;return num[r];}
};

🚀三、数组中的第K个最大元素

题目链接：数组中的第K个最大元素

题目内容：

解题思路：
1.根据快排的思想，定义三个指针，将数组分成三块

2.然后通过计算每一块区域内元素的个数，从而推断出我们要找的第k大元素在哪一块区域，然后到相应的区域去寻找结果

代码实现：

class Solution {
public:int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {srand(time(NULL));return qsort(nums,0,nums.size() - 1,k);}int qsort(vector<int>& nums,int l,int r,int k){if(l == r)return nums[l];//获取随机基准值int key = getrandom(nums,l,r);int left = l - 1,i = l,right = r + 1;//将数组分成三块区域//[l,left][left + 1,right - 1][right,r]while(i < right){if(nums[i] < key){swap(nums[++left],nums[i++]);}else if(nums[i] == key){i++;}else{swap(nums[--right],nums[i]);}}//分情况讨论int c = r - right + 1,b = right - left - 1;if(c >= k)return qsort(nums,right,r,k);else if(b + c >= k)return key;elsereturn qsort(nums,l,left,k - b - c);}//获取随机值int getrandom(vector<int>& nums,int left,int right){return nums[rand() % (right - left + 1) + left];}
};

🏖️四、最小的K个数

题目链接：最小的K个数

题目内容：

解题思路：
1.运用快排的思想，跟上一个题目的解法类似，也是定义三个指针

2.将数组划分三块区域，然后通过计算每一块区域中元素的个数，确定我们最小的第k个数在第几块区域，然后在这块区域找到结果并返回

代码实现：

class Solution {
public:vector<int> inventoryManagement(vector<int>& stock, int cnt) {srand(time(NULL));qsort(stock,0,stock.size() - 1,cnt);return {stock.begin(),stock.begin() + cnt};}void qsort(vector<int>& nums,int l,int r,int k){if(l >= r)return;//随机获取基准值int key = getrandom(nums,l,r);//将数组划分三块区域int left = l - 1,i = l,right = r + 1;    while(i < right){if(nums[i] < key){swap(nums[++left],nums[i++]);}else if(nums[i] == key){i++;}else{swap(nums[--right],nums[i]);}}//分类讨论int a = left - l + 1,b = right - left - 1;if(a >= k)qsort(nums,l,left,k);else if(a + b >= k)return;elseqsort(nums,right,r,k - a - b);}//获取随机值int getrandom(vector<int>& nums,int left,int right){return nums[rand() % (right - left + 1) + left];}
};

今天的分享就到这里啦，希望可以帮到您，感谢您的阅读，我们下期再见！