Javaによるアルゴリズムとデータ構造

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演習6-13の解答

// 演習6-13
// クイックソート（非再帰版：スタックへのプッシュ・ポップの様子を表示）

import java.util.Scanner;

class QuickSort2Ex {

    //--- 配列の要素a[idx1]とa[idx2]を交換 ---//
    static void swap(int[] a, int idx1, int idx2) {
        int t = a[idx1];  a[idx1] = a[idx2];  a[idx2] = t;
    }

    //--- クイックソート（非再帰版）---//
    static void quickSort(int[] a, int left, int right) {
        IntStack lstack = new IntStack(right-left+1);
        IntStack rstack = new IntStack(right-left+1);

        lstack.push(left);
        rstack.push(right);
        System.out.printf("a[%d]～a[%d]を分割する問題をスタックにプッシュします。\n", left, right);
        System.out.print("Lstack:"); lstack.dump();
        System.out.print("Rstack:"); rstack.dump();

        while (lstack.isEmpty() != true) {
            int    pl = left  = lstack.pop();        // 左カーソル
            int    pr = right = rstack.pop();        // 右カーソル
            int    x = a[(left + right) / 2];        // 枢軸は中央の要素
            System.out.printf("スタックから分割する問題を取り出しました。a[%d]～a[%d]を分割します。\n", left, right);

            do {
                while (a[pl] < x) pl++;
                while (a[pr] > x) pr--;
                if (pl <= pr)
                    swap(a, pl++, pr--);
            } while (pl <= pr);

            if (left < pr) {
                lstack.push(left);            // 先頭側グループの範囲
                rstack.push(pr);            // （インデックス）をプッシュ
                System.out.printf("a[%d]～a[%d]を分割する問題をスタックにプッシュします。\n", left, pr);
                System.out.print("Lstack:"); lstack.dump();
                System.out.print("Rstack:"); rstack.dump();
            }
            if (pl < right) {
                lstack.push(pl);            // 末尾側グループの範囲
                rstack.push(right);            // （インデックス）をプッシュ
                System.out.printf("a[%d]～a[%d]を分割する問題をスタックにプッシュします。\n", pl, right);
                System.out.print("Lstack:"); lstack.dump();
                System.out.print("Rstack:"); rstack.dump();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner stdIn = new Scanner(System.in);

        System.out.println("クイックソート");
        System.out.print("要素数：");
        int nx = stdIn.nextInt();
        int[] x = new int[nx];

        for (int i = 0; i < nx; i++) {
            System.out.print("x[" + i + "]：");
            x[i] = stdIn.nextInt();
        }

        quickSort(x, 0, nx - 1);            // 配列xをクイックソート

        System.out.println("昇順にソートしました。");
        for (int i = 0; i < nx; i++)
            System.out.println("x[" + i + "] = " + x[i]);
    }
}

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