อัลกอริทึม C/C++

Quick Sort

วาง pivot ในตำแหน่งสุดท้ายแล้ว sort สอง partition แบบ recursion

Quick Sort คืออะไร?

วาง pivot ในตำแหน่งสุดท้ายแล้ว sort สอง partition แบบ recursion

Partition ค่ารอบ pivot

ประเด็นสำคัญ

  • ทดสอบ input ว่าง หนึ่งสมาชิก ซ้ำ และเรียงแล้ว
  • แยก correctness จาก optimization
  • ใช้ standard library ใน production เมื่อเหมาะสม

ภาพจำลอง Quick Sort

O(n log n)

กด เล่น หรือ ทีละขั้น เพื่อดูการเปรียบเทียบและการย้ายข้อมูลแต่ละขั้น

ตัวอย่างโค้ด C และ C++

C
รันโค้ด →
main.c
#include <stdio.h>

void swap(int *left, int *right) {
    int temporary = *left;
    *left = *right;
    *right = temporary;
}

int partition(int *values, int low, int high) {
    int pivot = values[high];
    int boundary = low;
    for (int scan = low; scan < high; ++scan) {
        if (values[scan] < pivot) {
            swap(&values[boundary++], &values[scan]);
        }
    }
    swap(&values[boundary], &values[high]);
    return boundary;
}

void quick_sort(int *values, int low, int high) {
    if (low >= high) return;
    int pivot = partition(values, low, high);
    quick_sort(values, low, pivot - 1);
    quick_sort(values, pivot + 1, high);
}

int main(void) {
    int values[] = {9, 4, 7, 3, 10, 5};
    quick_sort(values, 0, 5);
    for (int index = 0; index < 6; ++index) {
        printf("%d ", values[index]);
    }
}
ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
3 4 5 7 9 10
C++
รันโค้ด →
main.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

template<class Iterator>
void quick_sort(Iterator first, Iterator last) {
    if (last - first < 2) return;
    auto pivot = *(last - 1);
    auto middle = std::partition(first, last - 1,
        [pivot](int value) { return value < pivot; });
    std::iter_swap(middle, last - 1);
    quick_sort(first, middle);
    quick_sort(middle + 1, last);
}

int main() {
    std::vector values{9, 4, 7, 3, 10, 5};
    quick_sort(values.begin(), values.end());
    for (int value : values) {
        std::cout << value << ' ';
    }
}
ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
3 4 5 7 9 10

เปรียบเทียบ C และ C++

เฉลี่ย O(n log n) แต่ pivot แย่เป็น O(n²) C++ ใช้ std::partition แสดงขั้นตอน

C

Loop, pointer, length และ buffer เขียนอย่างชัดเจน

C++

Iterator และ algorithm แยก operation จาก storage

แบบฝึกหัด

รันทั้งสองเวอร์ชันแล้วแก้ไขเพื่อสังเกตความแตกต่างของภาษา

  • ไล่ตามทุก comparison
  • ทดสอบ duplicate และ extreme value
  • Benchmark กับ standard library