[C언어 소스] 퀵 정렬 (Quick Sort) 알고리즘

퀵 정렬(Quick Sort)

퀵 정렬 알고리즘은 재귀적인 방법으로 문제를 해결하는 알고리즘입니다.

 

 퀵 정렬 알고리즘은 피벗 값을 선택하여 피벗 값보다 작은 값들은 왼쪽으로 보내고 큰 값들은 오른쪽으로 보낸 후에 이들 사이에 피벗을 위치시키는 원리를 이용합니다. 이후 피벗보다 작은 값들을 재귀 호출로 정렬하고 피벗보다 큰 값들도 재귀 호출로 정렬하는 방식입니다.

 

 그런데 퀵 정렬은 어떠한 요소를 피벗으로 선택하냐에 따라 성능에 차이가 납니다. 만약 전체 요소의 중간 순위의 요소를 선택하면 재귀 호출에서 반씩 나누어 정렬을 하게 되어 좋은 성능을 발휘합니다. 하지만 가장 작은 값이나 가장 큰 값을 피벗으로 선택하면 최악의 성능을 발휘합니다.

 

 여기에서는 맨 앞과 맨 뒤, 그리고 중간 위치의 요소를 비교하에 세 값 중에 중간 값을 피벗으로 선택할게요.

 

퀵 정렬(base:컬렉션,n: 원소 개수, compare:비교 논리)

    조건(n<=1)

        종료

    피벗을 선택한다.

    피벗과 맨 앞의 요소를 교환한다.

    big:=0

    small:=n

    반복(big<small)

            반복(big:=big+1; big<n; big:=big+1)

                조건(compare(base[0],base[big])<0)

                    루프 탈출

            반복(small:small-1;small>0;small:small-1)

                조건(compare(base[0],base[small])>0)

                    루프 탈출

            조건(big<small)

                교환(base [big], base [small])

    교환(base [0], base [small])

    퀵 정렬(base,small, compare)

    퀵 정렬(base+big, n-big, compare)

 

 퀵 정렬 알고리즘의 탈출 조건은 n이 1보다 작거나 같을 때입니다.

퀵정렬

 

퀵 정렬(Quick Sort).c

//퀵 정렬(Quick Sort)

#include <stdio.h>

 

#define SWAP(a,b)  {int t; t = a; a=b; b=t;}//a와 b를 교환

 

 

int *origin;

int on;

 

void QuickSort(int *base, int n);

void ViewArr(int *arr, int n);

int main(void)

{

    int arr[10] = { 9,4,3,10,5,8,7,6,2,1 };

    origin = arr;

    on = 10;

    ViewArr(arr, 10);

    QuickSort(arr, 10);

    ViewArr(arr, 10);

    return 0;

}

 

void PrintSpace(int n);

void QuickSort(int *base, int n)

{

    int pivot = 0; // 피벗의 위치 기억하는 변수

    int left = 0, right = 0; // 피벗보다 큰 값과 작은 값의 위치를 찾기위한 변수

 

    if (n <= 1)

    {

        return;

    }

 

    left = 0;

    right = n;

 

    //퀵 소트는 피벗보다 작은 값들은 앞쪽으로 이동시키고 피벗보다 큰 값들은 뒤쪽으로 이동시켜서

    //작은 값들과 큰 값들 사이에 피벗을 보내는 것이 기본 동작입니다.

    //그리고 난 후에 작은 값들이 있는 배열을 재귀적으로 다시 정렬하고

    //큰 값들이 있는 배열을 재귀적으로 다시 정렬하는 알고리즘입니다.

    while (1)

    {

        //앞쪽에 피벗(인덱스 0에 있는 원소)보다 큰 값을 만날 때까지 left를 이동합니다.

        //for문 맨 앞의 left를 1 증가하면서 출발하는 이유는 이전에 끝난 다음 위치부터 시작하기 위해서입니다.

        for (left++; (left<n) && (base[0] >= base[left]); left++);

        //뒤쪽에 피벗(인덱스 0에 있는 원소)보다 작은 값을 만날 때까지 right를 이동합니다.

        for (right--; (right>0) && (base[0]<base[right]); right--);

 

        //만약 left가 right보다 작다면 피벗과 비교했을 때 작은 값이 큰 값보다 뒤에 있으니 교환합니다.

        if (left<right)

        {

            SWAP(base[left], base[right]);

            PrintSpace(base - origin);

            ViewArr(base, n);

        }

        //그렇지 않다면 피벗을 중심으로 작은 값들과 큰 값들이 분리 작업이 끝난 것입니다.

        else

        {

            break;

        }

    }

    //이제 피벗을 작은 값들과 큰 값들 사이로 보냅니다.

    SWAP(base[0], base[right]);

    PrintSpace(base - origin);

    ViewArr(base, n);

 

    //피벗보다 작은 값들이 있는 앞쪽을 재귀 호출로 정렬합니다.

    QuickSort(base, right);

    //피벗보다 큰 값들이 있는 뒤쪽을 재귀 호출로 정렬합니다.

    QuickSort(base + left, n - left);

}

void PrintSpace(int n)

{

    int i = 0;

    for (i = 0; i<n; i++)

    {

        printf("   ");

    }

}

void ViewArr(int *arr, int n)

{

    int i = 0;

    for (i = 0; i<n; i++)

    {

        printf("%2d ", arr[i]);

    }

    printf("\n");

}

 

자세히 보기

퀵 정렬 알고리즘 및 성능 분석

퀵 정렬 알고리즘 구현

C++ 퀵 정렬 알고리즘