快速排序：迭代或递归

如何解决快速排序：迭代或递归

“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 。

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。

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);
}

解决方法

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：

将范围（0 … n）推入堆栈
用枢轴对给定数组进行分区
弹出顶部元素。
如果范围中有多个元素，则将分区（索引范围）压入堆栈
执行上述3个步骤，直到纸堆为空

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？