[C언어 알고리즘] 3.3.2 퀵 정렬 알고리즘 구현

[C언어 알고리즘] 3.3.2 퀵 정렬 알고리즘 구현

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퀵 정렬 알고리즘을 구현합시다.

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(Quick Sort)

#include <stdio.h>

먼저 두 개의 값을 교환하는 매크로 함수를 작성합니다.

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

 

여기에서는 정렬하는 과정을 출력하는 부분이 있습니다. 이를 위해 정렬을 수행하는 배열의 시작 주소와 원소 개수를 기억하는 전역 변수를 선언하세요. 만약 정렬 과정을 출력할 필요가 없다면 주석 처리하세요.

int *origin;

int on;

 

이 책에서는 정수 형식 배열을 정렬하는 함수를 만들기로 할게요. 원소 형식에 관계없이 정렬하는 방법은 디딤돌 정렬 알고리즘 (C언어)를 참고하세요.

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 };

정렬해 나가는 과정을 출력하기 위한 목적으로 배열 주소와 원소 개수를 전역 변수에 설정합니다. 만약 테스트 과정을 출력할 필요가 없다면 주석 처리하세요.

    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)

{

피벗 위치를 기억하는 변수와 피벗보다 큰 값과 작은 값의 위치를 찾기 위한 변수를 선언하세요.

    int pivot = 0; // 피벗의 위치 기억하는 변수

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

재귀 함수의 탈출 조건은 원소 개수가 1보다 작거나 같을 때입니다.

    if (n <= 1)

    {

        return;

    }

피벗보다 큰 값은 앞에서 부터 뒤로 이동하면서 찾을 것입니다. 그리고 피벗보다 작은 값은 뒤에서부터 앞으로 이동하면서 찾을 것입니다. 반복문 내부에서 이전에 찾은 위치 다음부터 진행하므로 초기값을 0과 n으로 설정합니다.

    left = 0;

    right = n;

 

    while (1)

    {

이전에 찾은 위치를 변경한 후에 뒤로 이동하면서 피벗보다 큰 값을 만날 때까지 left를 이동합니다.

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

이전에 찾은 위치를 변경한 후에 앞으로 이동하면서 피벗보다 작은 값을 만날 때까지 left를 이동합니다.

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

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

        if (left<right)

        {

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

정렬 과정을 보여주기 위해 출력하는 것입니다. 만약 정렬 과정을 보여줄 필요가 없다면 주석 처리하세요.

            PrintSpace(base - origin);

            ViewArr(base, n);

        }

left가 right보다 작지 않다면 피벗을 중심으로 작은 값들과 큰 값들을 분리하는 것이 끝났습니다. 따라서 반복문을 탈출합니다.

        else

        {

            break;

        }

    }

이제 피벗을 작은 값들과 큰 값들 사이로 보냅니다.

    SWAP(base[0], base[right]);

정렬 과정을 보여주기 위해 출력하는 것입니다. 만약 정렬 과정을 보여줄 필요가 없다면 주석 처리하세요.

    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.

    //피벗보다 큰 값들이 있는 뒤쪽을 재귀 호출로 정렬합니다.

    QuickSort(base + left, n - left);

}

 

출력 과정을 표시하기 위해 제공하는 합수입니다. 먼저 재귀 과정에서 자신의 위치 앞쪽을 공백을 출력하기 위한 함수를 작성하세요.

void PrintSpace(int n)

{

    int i = 0;

    for (i = 0; i<n; i++)

    {

        printf("   ");

    }

}

 

테스트 목적으로 배열의 내용을 출력하는 함수입니다.

void ViewArr(int *arr, int n)

{

    int i = 0;

인덱스 0에서 마지막 요소까지 값을 출력합니다.

    for (i = 0; i<n; i++)

    {

        printf("%2d ", arr[i]);

    }

전체 요소 값을 출력한 후에 개행 문자를 출력합니다.

    printf("\n");

}