我了解了快速排序以及如何在递归和迭代方法中实现它。 在迭代方法中:
递归版本是Wiki中定义的普通版本。
我了解到,递归算法总是比迭代算法慢。 那么,就时间复杂度而言(内存不是问题),哪种方法更可取? 哪一个足够快用于编程竞赛? c ++ STL sort()是否使用递归方法?
就(渐近)时间复杂度而言,它们都是相同的。
“递归慢于迭代” –该语句背后的原因是由于递归堆栈的开销(在两次调用之间保存和恢复环境)。 但是-这些是固定数量的操作,而不会更改“迭代”的数量。
递归和迭代快速排序都是O(nlogn) 普通情况 和O(n^2) 最坏情况 。
O(nlogn)
O(n^2)
编辑:
只是为了好玩,我运行了一个基准测试,并在文章中附加了(java)代码,然后运行了wilcoxon统计测试,以检查运行时间确实不同的概率是多少
结果是结论性的(P_VALUE = 2.6e-34,这意味着它们相同的概率是2.6 * 10 ^ -34-非常不可能)。但是答案不是您所期望的。 迭代解决方案的平均值为408.86 ms,而递归解决方案的平均值为236.81 ms
(注意-我使用了- Integer而不是int作为参数recursiveQsort()-否则递归会取得更好的效果,因为它不必装很多整数,这也很费时- 我这样做是因为迭代解决方案别无选择,这样做。
Integer
int
recursiveQsort()
因此-您的假设是不正确的,递归解决方案比P_VALUE = 2.6e-34的迭代解决方案要快(至少对我的机器和Java而言)。
public static void recursiveQsort(int[] arr,Integer start, Integer end) { if (end - start < 2) return; //stop clause int p = start + ((end-start)/2); p = partition(arr,p,start,end); recursiveQsort(arr, start, p); recursiveQsort(arr, p+1, end); } public static void iterativeQsort(int[] arr) { Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>(); stack.push(0); stack.push(arr.length); while (!stack.isEmpty()) { int end = stack.pop(); int start = stack.pop(); if (end - start < 2) continue; int p = start + ((end-start)/2); p = partition(arr,p,start,end); stack.push(p+1); stack.push(end); stack.push(start); stack.push(p); } } private static int partition(int[] arr, int p, int start, int end) { int l = start; int h = end - 2; int piv = arr[p]; swap(arr,p,end-1); while (l < h) { if (arr[l] < piv) { l++; } else if (arr[h] >= piv) { h--; } else { swap(arr,l,h); } } int idx = h; if (arr[h] < piv) idx++; swap(arr,end-1,idx); return idx; } private static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } public static void main(String... args) throws Exception { Random r = new Random(1); int SIZE = 1000000; int N = 100; int[] arr = new int[SIZE]; int[] millisRecursive = new int[N]; int[] millisIterative = new int[N]; for (int t = 0; t < N; t++) { for (int i = 0; i < SIZE; i++) { arr[i] = r.nextInt(SIZE); } int[] tempArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length); long start = System.currentTimeMillis(); iterativeQsort(tempArr); millisIterative[t] = (int)(System.currentTimeMillis()-start); tempArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length); start = System.currentTimeMillis(); recursvieQsort(tempArr,0,arr.length); millisRecursive[t] = (int)(System.currentTimeMillis()-start); } int sum = 0; for (int x : millisRecursive) { System.out.println(x); sum += x; } System.out.println("end of recursive. AVG = " + ((double)sum)/millisRecursive.length); sum = 0; for (int x : millisIterative) { System.out.println(x); sum += x; } System.out.println("end of iterative. AVG = " + ((double)sum)/millisIterative.length); }