今天由我来给大家介绍一个我学习阶段想出来排序算法,该排序算法基于对数据的二进制状态下的某一位0或者1的排序,从最高位二进制开始,对子数组进行下一位二进制排序的递归快速排序
我的算法思路是这样的
1、从数组中最高二进制为1开始,一个指针从首位开始寻找最高位二进制为1的整数,另一个指针从末尾开始寻找最高二进制为0的整数,然后交换这两个数,指针依次向中间寻找一一对应的0和1,并交换,第一步完成后就得到左边全是最高位二进制为0的整数,右边全是最高位二进制为1的整数
2.依次对剩余两个子数组进行下一位二进制数的排序,0放前,1放后,利用递归重复这种操作就能将数组排序好
3.这样每个整数只需遍历最高位二进制的位数次就能结束递归操作,该排序算法的时间复杂度为最高位二进制的位数乘以数组长度,也就是O(kn),空间复杂度:只需创建一些辅助变量,不与数组长度相关,取决于最高位二进制的位数,因此我认为是O(1)
以下就是二进制快速排序相关算法代码
#include <iostream>
#include <cmath>
#include<ctime>
#include<random>
//交换两个元素的值
void swap(int* a, int* b){
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
//打印数组函数
void printArray(int arr[], int size){
for (int i = 0; i < size; i++)
std::cout << arr[i] << " ";
std::cout << std::endl;
}
// 划分函数,选择一个基准元素,将小于等于基准的元素放在左边,大于基准的元素放在右边
int partition(int arr[], int low, int high, int c) {
int p = pow(2, c);
while (low < high) {
while (((arr[low] & p) == 0) && (low < high)) { low++; }
while (((arr[high] & p) == p) && low < high) { high--; }
swap(&arr[low], &arr[high]);
}
//判断最后指针指向1还是0,把指针置为前面全为该二进制位数0下标
if ((arr[low] & p) == p) {
return low - 1;
}
else {
return low;
}
}
void quickSort(int arr[], int low, int high, int c) {
if (low < high && c >= 0) {
int pi = partition(arr, low, high, c);
quickSort(arr, low, pi, c - 1);
quickSort(arr, pi + 1, high, c - 1);
}
}
// 测试示例
int main() {
clock_t start, end;
double cpu_time_used;
start = clock();
int arr[100000];
std::default_random_engine gen(static_cast<unsigned int>(time(0)));
std::uniform_int_distribution<int> dis(0, 1024);
for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
arr[i] = dis(gen);
}
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
quickSort(arr, 0, n - 1, 10);
end = clock();
cpu_time_used = ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
std::cout << "代码运行时间: " << cpu_time_used << " 秒" << std::endl;
return 0;
}
下面是我对代码的一些个人觉得还有改进的地方:1、有没有一个能够直接提取二进制某一位的0或1,然后跳单个数据的存储空间得到下一位,避免用&操作其余为0的二进制位,这样就能提高一些效率。2、遍历一遍记录整数在二进制位的每一位位数及所有在该位为1的数,这样可以跳过一些为全为0的二进制位。
看到这里的大家,谢谢大家的观看,我其实并不是一位程序员,我目前在土木工程行业从事施工员的工作,为什么学习编程,一方面是我现在工作确实不想继续干了,一方面我确实对编程有着极大的兴趣,因此发了这篇粗糙的文章,想要得到大家的认可
以上均为本人个人观点,看在我还没入行,望轻喷,标题只是吸引大家注意,不要在意;最后,希望大家指正及建议
————————————————
版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/2401_86662195/article/details/141231626