Question

我正在学习c ++，并且我对编程还比较陌生。我编写了一个C ++程序，该程序使用最后一个元素作为枢轴来实现快速排序算法。每当我尝试执行它时，答案总是错误的，对于某些特定的输入序列，我会遇到分段错误错误。

我尝试使用while循环并将其更改为“ if”语句，以查看是否发生任何事情。结果有所变化，但不正确。

//示例程序

#include <iostream>
using namespace std;

int partition(int a[],int l,int r)
{
//int l=0,r=p-1;
    int p=r+1;
    while(r>l)
    {
        while (a[l]<a[p])
        {
            l=l+1;
        }

        while(a[r]>a[p])
        {
            r=r-1;
        }
        //if(a[l]>a[r]){
        int f=a[r];
        a[r]=a[l];
        a[l]=f;
        //}
    }
    int k=a[l];
    a[l]=a[p];
    a[p]=a[l];
    p=l;

    return p;
}

void quicksort(int a[],int l,int r)
{
    int p;
    if (l<r){
        p=partition(a,l,r);
        quicksort(a,0,p-2);
        quicksort(a,p+1,r);
    }
}

int main(){
    int k;
    cout<<"enter the number of elements in array";
    cin>>k;
    int a[k];
    for (int i=0;i<k;i++)
    {
        cin>>a[i];
    }
    //int p=k-1;
    int l=0;
    int r=k-2;
    quicksort(a,l,r);
    for (int i=0;i<k;i++)
    {
        cout<<a[i];
    }
    return 0;
}

实际结果：输入数组中的元素数 4

3 0 1个 2

排序结果 1322

预期结果： 0123

Answer 1

如果发布的代码为compiled，并且启用了警告，则会产生以下诊断：

 prog.cc:25:9: warning: unused variable 'k' [-Wunused-variable]
    int k=a[l];
        ^
prog.cc:47:10: warning: variable length arrays are a C99 feature [-Wvla-extension]
    int a[k];
         ^

第一个是由函数partition中的错字产生的：

int k=a[l];
a[l]=a[p];
a[p]=a[l];  // <-- That should be 'a[p] = k;' to swap the values

当然，交换这两个值的正确方法应该是

std::swap(a[l], a[p]);

通过使用适当的数据结构（在C ++中为std::vector并将对它的引用而不是int *）传递给其他函数，可以轻松解决第二个警告。

这些不是OP代码中唯一的问题，它似乎使用Lomuto分区方案实现了Quicksort算法的变体。

在OP的代码中，第一个调用类似于

quicksort(a, 0, k - 2); // k beeing the size of the VLA, it skips the last element

在使用vector并遵循以范围的第一个元素和末尾的一个元素表示范围的惯例时，我们可以将入口点写为

// Note that std::vector::size() returns an unsigned type
quicksort(a, 0, a.size());

这样quicksort函数可以实现为

void quicksort(std::vector<int> &a, size_t low, size_t high)
{
    if ( low < high) {
        size_t p = partition(a, low, high);
        quicksort(a, low, p);           // <- Note that OP's code uses '0' instead of 'low'
        quicksort(a, p + 1, high);
    }
}

如果我正确地猜到了OP试图实现的变体，则分区功能可以简化（并固定为）

size_t partition(std::vector<int> &a, size_t low, size_t high)
{
    size_t p = high - 1; // <- Assumes high > 0
    size_t i = low;
    for( size_t j = low; j < p; ++j )
    {
        if(a[j] < a[p]) {
            std::swap(a[i], a[j]);
            ++i;
        }
    }
    std::swap(a[i], a[p]);
    return i;
}

快速排序算法，带有某些特定输入序列的错误答案和分段错误

1 个答案: