algorithm
Ordenación rápida
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Observaciones
A veces, Quicksort también se conoce como partición de intercambio.
Espacio auxiliar: O(n)
Complejidad del tiempo: peor O(n²)
, mejor O(nlogn)
Fundamentos de Quicksort
Quicksort es un algoritmo de clasificación que selecciona un elemento ("el pivote") y reordena la matriz formando dos particiones de tal manera que todos los elementos menos que el pivote vienen antes y todos los elementos más grandes vienen después. El algoritmo se aplica recursivamente a las particiones hasta que se ordena la lista.
1. Mecanismo de esquema de partición de Lomuto:
Este esquema elige un pivote que suele ser el último elemento de la matriz. El algoritmo mantiene el índice para poner el pivote en la variable i y cada vez que encuentra un elemento menor o igual que el pivote, este índice se incrementa y ese elemento se coloca antes del pivote.
partition(A, low, high) is
pivot := A[high]
i := low
for j := low to high – 1 do
if A[j] ≤ pivot then
swap A[i] with A[j]
i := i + 1
swap A[i] with A[high]
return i
Mecanismo de clasificación rápida:
quicksort(A, low, high) is
if low < high then
p := partition(A, low, high)
quicksort(A, low, p – 1)
quicksort(A, p + 1, high)
Ejemplo de clasificación rápida:
2. Esquema de partición Hoare:
Utiliza dos índices que comienzan en los extremos de la matriz que se está dividiendo, luego se mueven uno hacia el otro, hasta que detectan una inversión: un par de elementos, uno mayor o igual que el pivote, uno menor o igual, que están en el lugar equivocado orden relativa entre sí. Los elementos invertidos se intercambian. Cuando los índices se encuentran, el algoritmo se detiene y devuelve el índice final. El esquema de Hoare es más eficiente que el esquema de partición de Lomuto porque hace tres veces menos intercambios en promedio, y crea particiones eficientes incluso cuando todos los valores son iguales.
quicksort(A, lo, hi) is
if lo < hi then
p := partition(A, lo, hi)
quicksort(A, lo, p)
quicksort(A, p + 1, hi)
Partición
partition(A, lo, hi) is
pivot := A[lo]
i := lo - 1
j := hi + 1
loop forever
do:
i := i + 1
while A[i] < pivot do
do:
j := j - 1
while A[j] > pivot do
if i >= j then
return j
swap A[i] with A[j]
Implementación de C #
public class QuickSort
{
private static int Partition(int[] input, int low, int high)
{
var pivot = input[high];
var i = low - 1;
for (var j = low; j <= high - 1; j++)
{
if (input[j] <= pivot)
{
i++;
var temp = input[i];
input[i] = input[j];
input[j] = temp;
}
}
var tmp = input[i + 1];
input[i + 1] = input[high];
input[high] = tmp;
return (i + 1);
}
private static void SortQuick(int[] input, int low, int high)
{
while (true)
{
if (low < high)
{
var pi = Partition(input, low, high);
SortQuick(input, low, pi - 1);
low = pi + 1;
continue;
}
break;
}
}
public static int[] Main(int[] input)
{
SortQuick(input, 0, input.Length - 1);
return input;
}
}
Implementación Haskell
quickSort :: Ord a => [a] -> [a]
quickSort [] = []
quickSort (x:xs) = quickSort [ y | y <- xs, y <= x ]
++ [x]
++ quickSort [ z | z <- xs, z > x ]
Lomuto partición java implementacion
public class Solution {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int n = sc.nextInt();
int[] ar = new int[n];
for(int i=0; i<n; i++)
ar[i] = sc.nextInt();
quickSort(ar, 0, ar.length-1);
}
public static void quickSort(int[] ar, int low, int high)
{
if(low<high)
{
int p = partition(ar, low, high);
quickSort(ar, 0 , p-1);
quickSort(ar, p+1, high);
}
}
public static int partition(int[] ar, int l, int r)
{
int pivot = ar[r];
int i =l;
for(int j=l; j<r; j++)
{
if(ar[j] <= pivot)
{
int t = ar[j];
ar[j] = ar[i];
ar[i] = t;
i++;
}
}
int t = ar[i];
ar[i] = ar[r];
ar[r] = t;
return i;
}
Quicksort en Python
def quicksort(arr):
if len(arr) <= 1:
return arr
pivot = arr[len(arr) / 2]
left = [x for x in arr if x < pivot]
middle = [x for x in arr if x == pivot]
right = [x for x in arr if x > pivot]
return quicksort(left) + middle + quicksort(right)
print quicksort([3,6,8,10,1,2,1])