diff --git a/codes/ruby/chapter_sorting/quick_sort.rb b/codes/ruby/chapter_sorting/quick_sort.rb new file mode 100644 index 000000000..d02916ba7 --- /dev/null +++ b/codes/ruby/chapter_sorting/quick_sort.rb @@ -0,0 +1,153 @@ +=begin +File: quick_sort.rb +Created Time: 2024-04-01 +Author: Cy (3739004@gmail.com), Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com) +=end + +### 快速排序类 ### +class QuickSort + class << self + ### 哨兵划分 ### + def partition(nums, left, right) + + # 以 nums[left] 为基准数 + i, j = left, right + while i < j + while i < j && nums[j] >= nums[left] + j -= 1 # 从右向左找首个小于基准数的元素 + end + while i < j && nums[i] <= nums[left] + i += 1 # 从左向右找首个大于基准数的元素 + end + # 元素交换 + nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i] + end + # 将基准数交换至两子数组的分界线 + nums[i], nums[left] = nums[left], nums[i] + i # 返回基准数的索引 + end + + ### 快速排序类 ### + def quick_sort(nums, left, right) + # 子数组长度不为 1 时递归 + if left < right + # 哨兵划分 + pivot = partition(nums, left, right) + # 递归左子数组、右子数组 + quick_sort(nums, left, pivot - 1) + quick_sort(nums, pivot + 1, right) + end + nums + end + end +end + +### 快速排序类(中位数优化)### +class QuickSortMedian + class << self + ### 选取三个候选元素的中位数 ### + def median_three(nums, left, mid, right) + # 选取三个候选元素的中位数 + _l, _m, _r = nums[left], nums[mid], nums[right] + # m 在 l 和 r 之间 + return mid if (_l <= _m && _m <= _r) || (_r <= _m && _m <= _l) + # l 在 m 和 r 之间 + return left if (_m <= _l && _l <= _r) || (_r <= _l && _l <= _m) + return right + end + + ### 哨兵划分(三数取中值)### + def partition(nums, left, right) + ### 以 nums[left] 为基准数 + med = median_three(nums, left, (left + right) / 2, right) + # 将中位数交换至数组最左断 + nums[left], nums[med] = nums[med], nums[left] + i, j = left, right + while i < j + while i < j && nums[j] >= nums[left] + j -= 1 # 从右向左找首个小于基准数的元素 + end + while i < j && nums[i] <= nums[left] + i += 1 # 从左向右找首个大于基准数的元素 + end + # 元素交换 + nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i] + end + # 将基准数交换至两子数组的分界线 + nums[i], nums[left] = nums[left], nums[i] + i # 返回基准数的索引 + end + + ### 快速排序 ### + def quick_sort(nums, left, right) + # 子数组长度不为 1 时递归 + if left < right + # 哨兵划分 + pivot = partition(nums, left, right) + # 递归左子数组、右子数组 + quick_sort(nums, left, pivot - 1) + quick_sort(nums, pivot + 1, right) + end + nums + end + end +end + +### 快速排序类(尾递归优化)### +class QuickSortTailCall + class << self + ### 哨兵划分 ### + def partition(nums, left, right) + # 以 nums[left]为基准数 + i = left + j = right + while i < j + while i < j && nums[j] >= nums[left] + j -= 1 # 从右向左找首个小于基准数的元素 + end + while i < j && nums[i] <= nums[left] + i += 1 # 从左向右找首个大于基准数的元素 + end + # 元素交换 + nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i] + end + # 将基准数交换至两子数组的分界线 + nums[i], nums[left] = nums[left], nums[i] + i # 返回基准数的索引 + end + + ### 快速排序(尾递归优化) + def quick_sort(nums, left, right) + # 子数组长度不为 1 时递归 + while left < right + # 哨兵划分 + pivot = partition(nums, left, right) + # 对两个子数组中较短的那个执行快速排序 + if pivot - left < right - pivot + quick_sort(nums, left, pivot - 1) + left = pivot + 1 # 剩余未排序区间为 [pivot + 1, right] + else + quick_sort(nums, pivot + 1, right) + right = pivot - 1 # 剩余未排序区间为 [left, pivot - 1] + end + end + end + end +end + +### Driver Code ### + +if __FILE__ == $0 + # 快速排序 + nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5] + QuickSort.quick_sort(nums, 0, nums.length - 1) + puts "快速排序完成后 nums = #{nums}" + # 快速排序(中位基准数优化) + nums1 = [2, 4, 1, 0, 3, 5] + QuickSortMedian.quick_sort(nums1, 0, nums1.length - 1) + puts "快速排序(中位基准数优化)完成后 nums1 = #{nums1}" + # 快速排序(尾递归优化) + nums2 = [2, 4, 1, 0, 3, 5] + QuickSortTailCall.quick_sort(nums2, 0, nums2.length - 1) + puts "快速排序(尾递归优化)完成后 nums2 = #{nums2}" +end