Javaによるアルゴリズムとデータ構造

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演習6-14の解答

// 演習6-14
// クイックソート（スタックへのプッシュ順を考慮）

import java.util.Scanner;

class QuickSortPushSeq {

    //--- 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;
    }

    //--- 配列を分割する ---//
    static void quickSort(int[] a, int left, int right) {
        int    pl = left;                // 左カーソル
        int    pr = right;                // 右カーソル
        int    x = a[(pl + pr) / 2];    // 枢軸（中央の要素）

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

        if (pr - left < right - pl) {
            int temp;
            temp = left;  left  = pl; pl = temp;
            temp = right; right = pr; pr = right; 
        }
        if (left < pr)  quickSort(a, left, pr);
        if (pl < right) quickSort(a, pl, right);
    }

    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]);
    }
}

// 演習6-14
// クイックソート（非再帰版：スタックへのプッシュ順を考慮）

import java.util.Scanner;

class QuickSort2PushEx {

    //--- 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);

        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

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

            if (pr - left < right - pl) {
                int temp;
                temp = left;  left  = pl; pl = temp;
                temp = right; right = pr; pr = right; 
            }
            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
            }
            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
            }
        }
    }

    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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