Question

作为一个相当新的编程人员，我正在尝试在Python中实现quicksort。但是，我试图以某种方式实现它，这似乎不是最常见的方式。我正在使用CS50在此视频中解释的技术：https://www.youtube.com/watch?v=aQiWF4E8flQ

此版本的算法在数组末尾选择一个数据透视表，在开头放置一个“墙”并开始迭代列表。当它找到一个小于枢轴的项目时，它会将该项目与墙壁右侧的项目交换，并将墙壁向右移动一个位置。当所有物品与枢轴相比较时，它将枢轴放在墙上，墙壁向右移动一个位置。这一直持续到墙壁位于阵列的末端。

到目前为止，我已经想出了这个：

def quicksort(alist):
    quicksort_helper(alist)
    print alist

def quicksort_helper(alist):
    wall = 0
    while wall < (len(alist) - 1):
        pivot = len(alist) - 1        
        for current in range(wall, pivot):
            if alist[current] < alist[pivot]:
                alist[current], alist[wall] = alist[wall], alist[current]
                wall = wall + 1
            alist[wall], alist[pivot] = alist[pivot], alist[wall]
            wall = wall + 1

当我尝试运行程序时，我一直遇到墙和数据透视的数组索引问题，因为这是我得到的错误消息：

IndexError: list index out of range

我已经尝试了很多索引，但我似乎无法弄明白。

Answer 1

Quicksort的工作方式如下：首先对数组进行分区，以便有三个子数组：左数组包含所有小于pivot的元素，无序。中间的“数组”只是一个元素，即枢轴*。右侧数组包含大于或等于数据透视表的所有元素。

现在已知枢轴处于正确位置。然后，您必须对左右子阵列进行排序。

分区是在墙的帮助下完成的。枢轴的位置是固定的;它始终是最合适的元素。然后，您将每个元素与枢轴相对应，如果它更小，则将其移动到墙的左侧。您必须将墙壁向右移动，以便为元素腾出空间。

在查看了所有元素后，您有三个子阵列，但顺序错误：左，右，枢轴。（墙壁是左右子阵列之间的屏障。）为了使其按正确的顺序排列，请使用枢轴将元素交换到墙的右侧，但不要移动墙壁。在分区循环之后，这只需要完成一次。（请注意，如果枢轴恰好是最大的元素，那么您可以将枢轴与自身交换，如果浪费的话，这是可以的。）

您的算法使用0并且数组的ength作为绑定。这适用于整个阵列。如果要对子阵列进行排序，则必须调整这些边界。因此，最好将边界传递给快速排序助手，以便您可以递归。（使下限为包含且上限为独占，这是sutomary，正如索引len(a)在索引从零开始时超出a的有效索引范围一样。）

这是一个有效的解决方案：

def quicksort(alist):
    quicksort_helper(alist, 0, len(alist))

def quicksort_helper(alist, l, r):
    if l < r:
        wall = l

        pivot = r - 1 

        for current in range(wall, pivot):
            if alist[current] < alist[pivot]:
                alist[current], alist[wall] = alist[wall], alist[current]
                wall = wall + 1

        alist[wall], alist[pivot] = alist[pivot], alist[wall]

        quicksort_helper(alist, l, wall)
        quicksort_helper(alist, wall + 1, r)

*）有一个三向Quicksort将相同值的所有支点组合在一起，以便通过只有少数独特元素的数组来改善Quicksort的糟糕性能。

Answer 2

在某些情况下，alist[wall], alist[pivot] = alist[pivot], alist[wall]值增加后会执行第wall行并导致len(alist)触发IndexError。

您可以使用pdb调试代码，在函数中添加行import pdb;pdb.set_trace()以跟踪变量值。

实现快速排序CS50样式时的IndexError

2 个答案: