快速排序——一次快排的应用(笔试&面试)

将数组中的大写字母与小写字母分开

:一个数组总存储有且in有大写和小写字母,编写一个函数对数组内的字母重新排列,让小写字母在所有大写字母之前。(相对顺序没有要求)【2012·中兴、2013·腾讯】

使用快排的一次排列即可实现,代码如下:

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 #include <vector>
 4 using namespace std;
 5
 6 bool isUpper( char ch ) //equal isupper()
 7 {
 8     if( ch >=‘A‘ && ch <= ‘Z‘)
 9         return true;
10     return false;
11 }
12
13 bool isLower( char ch )//equal islower()
14 {
15     if( ch >= ‘a‘ && ch <= ‘z‘)
16         return true;
17     return false;
18 }
19
20 void Partition(string &arr, int len) //快排的一次排序过程
21 {
22     if( len <= 1)
23         return;
24
25     int low = 0;
26     int high = len-1;
27
28     while( low < high)
29     {
30         while( low < high && isUpper(arr[high]) ) --high; //如果是大写字母,位置向前移动
31         while( low < high && isLower(arr[low]) ) ++low; //如果是小写字母,位置向后移动
32         char tmp = arr[low]; //交换
33         arr[low] = arr[high];
34         arr[high] = tmp;
35     }
36 }
37
38 int main(int argc, char const *argv[])
39 {
40     string  str= "HElloWorlDThanKYOU";
41     cout <<"Before: "<< str << endl;;
42
43     Partition( str, str.size() );
44     cout <<"After : "<< str << endl;
45     return 0;
46 }

:给定含有 n 个元素的整形数组 arr, 其中包括 0 元素和非 0 元素,对数组进行排列,要求:【2012·人民搜索】
1、排序后所有 0 元素在前,所有非零元素在后,且非零元素排序前后相对位置不变。

2、不能使用额外存储空间;

例如:

输入 0、 3 、0、 2、1、 0、 0

输出 0、 0、 0、 0、 3、 2、1

思路:此处要求非零元素排序前后相对位置不变,因此可以利用快苏排序一次排序的第二种情况(两个指针索引一前一后移动),代码如下:

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 #include <vector>
 4 using namespace std;
 5
 6 const int N = 7;
 7 void ZeroPatition( int *arr, int len)
 8 {
 9     int slow =len-1; //最末尾一个元素
10
11     for(int fast = slow; fast>=0; --fast)
12     {
13         if( arr[fast] != 0)
14         {
15             if( slow != fast) //位置不同时交换
16             {
17                 arr[slow] = arr[fast];
18                 arr[fast] =0;
19             }
20             slow--;//向前移动
21         }
22     }
23 }
24
25 void print(int *arr, int len)
26 {
27     for(int i= 0; i < len; ++i)
28         cout << arr[i]<<" ";
29     cout << endl;
30 }
31
32 int main(int argc, char const *argv[])
33 {
34     //int arr[N] = {0, 3, 0, 2, 1, 0, 0};
35     int arr[N] = {0, 3, 0, 0, 2, 0, 1};
36     print(arr, N);
37
38     ZeroPatition(arr, N);
39     print(arr, N);
40     return 0;
41 }

三:荷兰国旗问题

将乱序的红白蓝三色小球排列成同颜色在一起的小球组(按照红白蓝排序),这个问题称为荷兰国旗问题。

这是因为我们可以将红白蓝三色小球想象成条状物,有序排列后正好组成荷兰国旗。如下图所示:其中 0代表红球,2为篮球,1为白球。

解答:这个问题类似于快排中的partition过程。不过,要用三个指针,一前begin、一中current、一后end。begin与current同时初始化为数组首部,end初始化指向数组尾部

1、current遍历整个数组序列,current指1时,不交换,current++;
2、current指0时,与begin交换,而后current++,begin++;
3、current指2时,与end交换,而后current不动,end--。

主体代码如下:

 1 //荷兰国旗问题
 2 void Flag_Netherland(int *arr, int len)
 3 {
 4     int current =0, begin =0, end = len-1;
 5
 6     while(current <= end)
 7     {
 8         if(arr[current] == 0)
 9         {
10             swap(&arr[begin], &arr[current]);
11             current ++;
12             begin++;
13         }
14         else if( arr[current] == 1)
15         {
16             current ++;
17         }
18         else // arr[current]==2
19         {
20             swap( &arr[current], &arr[end]);
21             end--;
22         }
23     }
24 }

完整代码如下:

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <string.h>
 4 #include <time.h>
 5 #define N 10
 6
 7 void print_Arr(int *arr, int len)
 8 {
 9     int i;
10     for (i = 0; i < len; ++i)
11     {
12         printf("%2d", arr[i]);
13     }
14     printf("\n");
15 }
16
17 void init_Arr(int *arr, int len)
18 {
19     int i = 0;
20     while( i < len)
21     {
22         arr[i] = rand()%3;
23         ++i;
24     }
25 }
26
27 void swap(int* left, int *right)
28 {
29     int tmp = *left;
30     *left = *right;
31     *right = tmp;
32 }
33
34 //荷兰国旗问题
35 void Flag_Netherland(int *arr, int len)
36 {
37     int current =0, begin =0, end = len-1;
38
39     while(current <= end)
40     {
41         if(arr[current] == 0)
42         {
43             swap(&arr[begin], &arr[current]);
44             current ++;
45             begin++;
46         }
47         else if( arr[current] == 1)
48         {
49             current ++;
50         }
51         else // arr[current]==2
52         {
53             swap( &arr[current], &arr[end]);
54             end--;
55         }
56     }
57 }
58
59 int main(int argc, char const *argv[])
60 {
61     srand(time(NULL));
62
63     int arr[N];
64     init_Arr(arr, N);
65     printf("Before:\n");
66     print_Arr(arr, N);
67
68     Flag_Netherland(arr, N);
69     printf("After\n");
70     print_Arr(arr, N);
71     return 0;
72 }

完毕。

时间: 2024-08-02 12:34:12

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