c#實現最簡快速排序，你絕對可以看懂

colorfulCat發表於2019-05-14
C#排序

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　演算法對於程式設計師的重要性不言而喻，今天我和大家分享演算法中的一個基礎演算法，快速排序。作為一名程式設計師，相信大家都不陌生，但是要大家徒手一次性寫出來，我估計還是有難度的。那麼廢話不多少，我先簡單減少一下概念。

快速排序演算法說明：

原始陣列L1，從中任意選擇一個基準數F（一般選擇第1個），小於F的資料放在F的左邊記為陣列minList，大於F的資料放在F的右邊記為陣列maxList。那麼

L1=minList+F+maxList

然後對minList和maxList再做這樣的操作，直到minList和maxList中的元素個數為1或者0的時候停止

一、C#網上目前最簡潔的實現方式：

　　現在就是要進行演算法的實現了，很明顯，這裡要用到一個叫遞迴的思想。我們知道程式語言知識工具，演算法才是核心，但是不同的程式語言實現演算法卻有很大的不同（簡潔程度）。目前網上對於c#的實現快速排序的方式有很多，簡單查閱了一下，發現一般都要100行程式碼左右（c和c++的程式碼行數要少一些）。千找萬找，終於找到了一個，貼出如下：

        static void QuickSort(ref List<int> nums, int left, int right)
        {
            if (left < right)
            {
                int i = left;
                int j = right;
                int middle = nums[(left + right) / 2];
                while (true)
                {
                    while (i < right && nums[i] < middle) { i++; };
                    while (j > 0 && nums[j] > middle) { j--; };
                    if (i == j) break;
                    int temp = nums[i];
                    nums[i] = nums[j];
                    nums[j] = temp;
                    if (nums[i] == nums[j]) j--;
                }
                QuickSort(ref nums, left, i);
                QuickSort(ref nums, i + 1, right);
            }
        }

但是說真的，很難讀懂，真要在考場上寫出這個程式碼，難保能一次寫對。

 

二、python的實現方式：

python我也有接觸，所以當我用python寫出這個演算法的程式碼的時候，真的有種感覺，真是太TM簡單了吧，有程式設計經驗的同學應該也能看懂下面的python程式碼

def quicksort(array):   
    if len(array) < 2:     
        return array  ------基線條件：為空或只包含一個元素的陣列是“有序”的   
    else:     
        pivot = array[0]  ------遞迴條件
        less = [i for i in array[1:] if i <= pivot]  ------由所有小於基準值的元素組成的子陣列     
        greater = [i for i in array[1:] if i > pivot]  ------由所有大於基準值的元素組成的子陣列     
    return quicksort(less) + [pivot] + quicksort(greater) 
print quicksort([10, 5, 2, 3])

短短几行程式碼，清晰明瞭。主要的程式碼就是陣列可以直接相加運算：quicksort(less) + [pivot] + quicksort(greater) 

 

三、C#自己實現最簡易方式

那難道我們c#就只能寫出難懂又多的程式碼才能實現嗎？終於讓我也找到了，下面貼出我自己寫的c#程式碼：

    public class Extend :List<int>
    {
        public static Extend operator +(Extend L1, Extend L2)
        {
            L1.AddRange(L2);
            return L1;
        }
    }

        static Extend QuickSort2(Extend nums)
        {
            if (nums.Count < 2)
            {
                return nums;
            }
            else
            {
                Extend minList = new Extend();//小於基準數的集合
                Extend maxList = new Extend();//大於基準數的集合
                int f = nums[0];
                for (int i = 1; i < nums.Count; i++)
                {
                    if (nums[i] <= f) minList.Add(nums[i]);
                    else maxList.Add(nums[i]);
                }
                return QuickSort2(minList) + new Extend() { f} + QuickSort2(maxList);//遞迴，並且使用+運算子
            }
        }

實際上就只有兩步操作，就實現了和python一樣的簡潔！

第一：新建一個Extend 類繼承於List<int>

第二：重寫了+運算子

有同學對Extend類中的AddRange方法提出了記憶體上的質疑，我也進行了回覆，演算法是對時間複雜度的考察，也就是對過程的考察。記憶體消耗根據不同的程式碼肯定會有所不同，但是不影響演算法。當然我也對Extend進行了改進，因為實際上最終的加法運算中，minList和maxList都只有一個元素，或者沒有元素。

    public class Extend :List<int>
    {
        private static Extend k = new Extend();
        
        public static Extend operator +(Extend L1, Extend L2)
        {
            if (L1.Count == 1) k.Add(L1[0]);
            if (L2.Count == 1) k.Add(L2[0]);
            return k;
            //L1.AddRange(L2);
            //return L1;
        }
    }

 

其餘的和python的程式碼基本一致，程式碼清晰明瞭。

據我觀察，c#通過我這種方式實現的，目前獨此一份，收好不謝！最後我還是要吐槽一句，怪不得python現在這麼火，程式碼真的簡單。但是最為程式設計師，我們始終要記住，語言只是工具，我們才是語言的主宰。瞭解程式碼背後的思想才是王道！

 

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