Objective-C实现快速排序(附完整源码)-白红宇的个人博客

发布日期：2025-04-25 23:32:46 浏览次数：3 分类：精选文章

本文共 7514 字，大约阅读时间需要 25 分钟。

Objective-C 实现快速排序

快速排序是一种高效的排序算法，采用分治法策略对数据进行排序。本文将详细介绍如何在 Objective-C 中实现快速排序。

1. 导入必要的头文件

首先，我们需要导入必要的头文件以确保代码的正常编译和运行。

#import

2. 定义快速排序的接口

接下来，我们定义快速排序的接口类 QuickSort，该类将提供快速排序的功能。

@interface QuickSort : NSObject
- (NSArray *)quickSort:(NSArray *)array;
- (NSArray *)quickSort:(NSArray *)array partition:(NSInteger)partitionIndex;
- (NSArray *)quickSortHelper:(NSArray *)array low:(NSInteger)low index:(NSInteger)index high:(NSInteger)high;
- (NSArray *)quickSortHelperPartition:(NSArray *)array low:(NSInteger)low high:(NSInteger)high;
- (void)swap:(id)a :(id)b inArray:(NSArray *)array;
- (NSInteger)partition:(NSArray *)array;
- (void)printArray:(NSArray *)array;
- (void)printElement:(id)element;
- (void)printFunctionName:(NSString *)functionName;
- (void)printError:(NSError *)error;
@end

3. 实现快速排序的方法

以下是实现快速排序的主要方法 quickSort。

- (NSArray *)quickSort:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"quickSort"];
    return [self quickSortHelper:array low:0 index:0 high:[array count]-1];
}

4. 实现快速排序的辅助方法

以下是一些辅助方法，用于支持快速排序的实现。

- (NSArray *)quickSortHelper:(NSArray *)array low:(NSInteger)low index:(NSInteger)index high:(NSInteger)high
{
    [self printFunctionName:@"quickSortHelper"];
    
    if (low >= high)
    {
        return array;
    }
    
    NSInteger pivot = [self partition:array];
    NSArray *left = [self quickSortHelper:array low:low index:index pivot:pivot-1];
    NSArray *right = [self quickSortHelper:array low:index+1 high:high pivot:pivot];
    
    [self swap:array[index] : array[pivot] inArray:array];
    
    return [self concatenateArrays:array left:right];
}

- (NSArray *)quickSortHelperPartition:(NSArray *)array low:(NSInteger)low high:(NSInteger)high
{
    [self printFunctionName:@"quickSortHelperPartition"];
    
    if (low >= high)
    {
        return array;
    }
    
    NSInteger pivot = [self partition:array];
    NSArray *left = [self quickSortHelper:array low:low index:index pivot:pivot-1];
    NSArray *right = [self quickSortHelper:array low:index+1 high:high pivot:pivot];
    
    [self swap:array[index] : array[pivot] inArray:array];
    
    return [self concatenateArrays:array left:right];
}

5. 交换数组中的元素

以下是用于交换数组中两个元素的方法。

- (void)swap:(id)a :(id)b inArray:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"swap"];
    
    id temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

6. 分区函数

以下是用于确定分区的函数。

- (NSInteger)partition:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"partition"];
    
    int left = 0;
    int right = [array count] - 1;
    int pivot = left + ((right - left + 1) / 2);
    
    id a = [array objectAtIndex:pivot];
    [self printElement:a];
    
    id b = [array objectAtIndex:0];
    [self printElement:b];
    
    id c = [array objectAtIndex:[array count] - 1];
    [self printElement:c];
    
    [self printArray:array];
    
    return pivot;
}

7. 拼接数组

以下是用于拼接两个数组的方法。

- (NSArray *)concatenateArrays:(NSArray *)array left:(NSArray *)left right:(NSArray *)right
{
    [self printFunctionName:@"concatenateArrays"];
    
    return [array arrayByConcatenating: left arrayByAdding: right];
}

8. 打印数组

以下是用于打印数组内容的方法。

- (void)printArray:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"printArray"];
    
    NSLog(@"Array: %@", array);
}

9. 打印元素

以下是用于打印单个元素的方法。

- (void)printElement:(id)element
{
    [self printFunctionName:@"printElement"];
    
    NSLog(@"Element: %@", element);
}

10. 打印函数名称

以下是用于打印函数名称的方法。

- (void)printFunctionName:(NSString *)functionName
{
    [self printElement: functionName];
}

11. 打印错误信息

以下是用于打印错误信息的方法。

- (void)printError:(NSError *)error
{
    [self printFunctionName:@"printError"];
    
    NSLog(@"Error: %@", error);
}

12. 主函数示例

以下是一个快速排序的主函数示例。

int main(int argc, const char *argv)
{
    @autoreleasepool
    {
        NSArray *inputArray = [NSArray arrayWithObjects: @"John", @"Tom", @"Alice", @"Bob", @"Charlie"];
        NSArray *sortedArray = [QuickSort new].quickSort(inputArray);
        NSLog(@"Sorted Array: %@", sortedArray);
    }
    return 0;
}

13. 完整代码

以下是完整的代码实现。

#import 
   
    
@interface QuickSort : NSObject
- (NSArray *)quickSort:(NSArray *)array;
- (NSArray *)quickSort:(NSArray *)array partition:(NSInteger)partitionIndex;
- (NSArray *)quickSortHelper:(NSArray *)array low:(NSInteger)low index:(NSInteger)index high:(NSInteger)high);
- (NSArray *)quickSortHelperPartition:(NSArray *)array low:(NSInteger)low high:(NSInteger)high);
- (void)swap:(id)a :(id)b inArray:(NSArray *)array;
- (NSInteger)partition:(NSArray *)array;
- (void)printArray:(NSArray *)array;
- (void)printElement:(id)element;
- (void)printFunctionName:(NSString *)functionName;
- (void)printError:(NSError *)error;
@end
@implementation QuickSort
- (NSArray *)quickSort:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"quickSort"];
    return [self quickSortHelper:array low:0 index:0 high:[array count]-1];
}
- (NSArray *)quickSortHelper:(NSArray *)array low:(NSInteger)low index:(NSInteger)index high:(NSInteger)high
{
    [self printFunctionName:@"quickSortHelper"];
    
    if (low >= high)
    {
        return array;
    }
    
    NSInteger pivot = [self partition:array];
    NSArray *left = [self quickSortHelper:array low:low index:index pivot:pivot-1];
    NSArray *right = [self quickSortHelper:array low:index+1 high:high pivot:pivot];
    
    [self swap:array[index] : array[pivot] inArray:array];
    
    return [self concatenateArrays:array left:right];
}
- (NSArray *)quickSortHelperPartition:(NSArray *)array low:(NSInteger)low high:(NSInteger)high
{
    [self printFunctionName:@"quickSortHelperPartition"];
    
    if (low >= high)
    {
        return array;
    }
    
    NSInteger pivot = [self partition:array];
    NSArray *left = [self quickSortHelper:array low:low index:index pivot:pivot-1];
    NSArray *right = [self quickSortHelper:array low:index+1 high:high pivot:pivot];
    
    [self swap:array[index] : array[pivot] inArray:array];
    
    return [self concatenateArrays:array left:right];
}
- (void)swap:(id)a :(id)b inArray:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"swap"];
    
    id temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
- (NSInteger)partition:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"partition"];
    
    int left = 0;
    int right = [array count] - 1;
    int pivot = left + ((right - left + 1) / 2);
    
    id a = [array objectAtIndex:pivot];
    [self printElement:a];
    
    id b = [array objectAtIndex:0];
    [self printElement:b];
    
    id c = [array objectAtIndex:[array count] - 1];
    [self printElement:c];
    
    [self printArray:array];
    
    return pivot;
}
- (NSArray *)concatenateArrays:(NSArray *)array left:(NSArray *)left right:(NSArray *)right
{
    [self printFunctionName:@"concatenateArrays"];
    
    return [array arrayByConcatenating: left arrayByAdding: right];
}
- (void)printArray:(NSArray *)array
{
    [self printFunctionName:@"printArray"];
    
    NSLog(@"Array: %@", array);
}
- (void)printElement:(id)element
{
    [self printFunctionName:@"printElement"];
    
    NSLog(@"Element: %@", element);
}
- (void)printFunctionName:(NSString *)functionName
{
    [self printElement: functionName];
}
- (void)printError:(NSError *)error
{
    [self printFunctionName:@"printError"];
    
    NSLog(@"Error: %@", error);
}
int main(int argc, const char *argv)
{
    @autoreleasepool
    {
        NSArray *inputArray = [NSArray arrayWithObjects: @"John", @"Tom", @"Alice", @"Bob", @"Charlie"];
        NSArray *sortedArray = [QuickSort new].quickSort(inputArray);
        NSLog(@"Sorted Array: %@", sortedArray);
    }
    return 0;
}

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