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C#，快速排序算法（Quick Sort）的非递归实现与数据可视化

news 2025/7/8 19:09:16

排序算法是编程的基础。

 常见的四种排序算法是：简单选择排序、冒泡排序、插入排序和快速排序。其中的快速排序的优势明显，一般使用递归方式实现，但遇到数据量大的情况则无法适用。实际工程中一般使用“非递归”方式实现。

快速排序(Quick Sort)算法（非递归方式）

实际工程中一般使用“非递归”方式实现。

代码改编自：

做良心程序员，工程文件与源代码：

下载吧icon-default.png?t=N7T8https://download.csdn.net/download/beijinghorn/85076171

代码：

using System;
using System.Text;
using System.Collections.Generic;
using System.Windows.Forms;

namespace WindowsFormsApp6
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        Random rnd = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
        List<string> slides = new List<string>();

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            this.Text = "C#，四种常见排序算法的可视化编程——北京联高软件开发有限公司";
            button1.Text = "选择排序"; button1.Cursor = Cursors.Hand;
            button2.Text = "冒泡排序"; button2.Cursor = Cursors.Hand;
            button3.Text = "插入排序"; button3.Cursor = Cursors.Hand;
            button4.Text = "快速(递归)"; button4.Cursor = Cursors.Hand;
            button5.Text = "快速(非递归)"; button5.Cursor = Cursors.Hand;
            panel1.Dock = DockStyle.Top;
            panel2.Dock = DockStyle.Fill;
            webBrowser1.Navigate("http://www.315soft.com");
        }

        private int[] RandArray()
        {
            int n = 20;
            int[] dataArray = new int[n];
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                dataArray[i] = rnd.Next(20, 100);
            }
            return dataArray;
        }

        private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            QuickSort(RandArray());
            loop = 0;
            timer1.Interval = 100;
            timer1.Enabled = true;
        }

        /// <summary>
        /// 快速排序（非递归）
        /// 改编自：https://blog.csdn.net/syaguang2006/article/details/24441025
        /// </summary>
        /// <param name="dataArray"></param>
        /// <param name="Low"></param>
        /// <param name="High"></param>
        /// <param name="stack"></param>
        private void QuickSort(ref int[] dataArray, int Low, int High, Stack<int> stack)
        {
            int low = Low;
            int high = High;
            int temp = dataArray[low];
            while (high > low)
            {
                while (low < high && temp <= dataArray[high])
                {
                    high--;
                }
                if (high > low)
                {
                    dataArray[low] = dataArray[high];
                    dataArray[high] = temp;
                }
                while (low < high && temp >= dataArray[low])
                {
                    low++;
                }
                if (high > low)
                {
                    dataArray[high] = dataArray[low];
                    dataArray[low] = temp;
                }
                if (low == high)
                {
                    if (Low < low - 1)
                    {
                        stack.Push(Low);
                        stack.Push(low - 1);
                    }
                    if (High > low + 1)
                    {
                        stack.Push(low + 1);
                        stack.Push(High);
                    }
                }
            }
        }

        private void QuickSort(ref int[] dataArray)
        {
            Stack<int> s = new Stack<int>();
            s.Push(0);
            s.Push(dataArray.Length - 1);
            while (s.Count > 0)
            {
                int low = s.Pop();
                int high = s.Pop();
                if (low > high)
                {
                    int temp = low;
                    low = high;
                    high = temp;
                }
                QuickSort(ref dataArray, low, high, s);
                slides.Add(Slide(button5.Text, dataArray, low, high));
            }
        }

        private string Slide(string title, int[] dataArray, int a, int b)
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.AppendLine("<!DOCTYPE html PUBLIC \"-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN\" \"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd\">");
            sb.AppendLine("<html xmlns=\"http://www.w3.org/1999/xhtml\" >");
            sb.AppendLine("<head>");
            sb.AppendLine("<style>");
            sb.AppendLine("td { vertical-align:bottom;text-align:center;font-size:12px; } ");
            sb.AppendLine(".bar { width:" + (int)((webBrowser1.Width - dataArray.Length * 11) / dataArray.Length) + "px;font-size:12px;border:solid 1px #FF6701;background-color:#F08080;text-align:center;border-radius:3px; }");
            sb.AppendLine("</style>");
            sb.AppendLine("</head>");
            sb.AppendLine("<body>");
            sb.AppendLine("<table width='100%' style='border-bottom:solid 1px #E9E9E0;'>");
            sb.AppendLine("<tr>");
            sb.AppendLine("<td>方法：" + title + "</td>");
            sb.AppendLine("<td>数据：" + dataArray.Length + "</td>");
            sb.AppendLine("<td>步骤：[0]</td>");
            sb.AppendLine("</tr>");
            sb.AppendLine("</table>");
            sb.AppendLine("<br>");
            sb.AppendLine("<table width='100%' style='border-bottom:solid 15px #E9E9E0;'>");
            sb.AppendLine("<tr>");
            for (int i = 0; i < dataArray.Length; i++)
            {
                if (i == a || i == b)
                {
                    sb.AppendLine("<td>" + dataArray[i] + "<div class='bar' style='height:" + dataArray[i]*3 + "px;background-color:#993333;'></div></td>");
                }
                else
                {
                    sb.AppendLine("<td>" + dataArray[i] + "<div class='bar' style='height:" + dataArray[i]*3 + "px;'></div></td>");
                }
            }

            sb.AppendLine("</tr>");
            sb.AppendLine("</table>");
            sb.AppendLine("</body>");
            sb.AppendLine("</html>");
            return sb.ToString();
        }


        int loop = 0;

        private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            if (loop < slides.Count + (3000 / timer1.Interval))
            {
                if (loop < slides.Count)
                {
                    webBrowser1.DocumentText = slides[loop].Replace("[0]", loop + " / " + slides.Count);
                    loop++;
                    return;
                }
                loop++;
                return;
            }
            loop = 0;
        }

    }
}

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