针对字符串排序进行改进的一种快速排序算法【作者：金步国】

lycbje 2014-03-25

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代码

这是一个字符串数组的内存排序函数，是一种基于 Quick Sort 算法，针对字符串的改进版本。此函数有个特殊的假定：Strs[0] 必须是最小值，Strs[num-1] 必须是最大值。

__forceinline void StrSort(char** Strs, size_t num)
{//注意：Strs[0]必须是最小值，Strs[num-1]必须是最大值；num>0
    size_t lo=0, mid_lo, mid_hi, hi=num-1; //当前子表的 低/中低/中高/高 指针
    size_t loguy, higuy; //用于划分步骤的低/高滑动指针
    size_t size=num; //当前子表大小
    unsigned short preLen=0; //当前子表的公共前缀长度
    unsigned char *src, *dst; //用于比较两个字符串(防止破坏原字符串)[必须强制为unsigned char*，由于'\0'结尾的原因]
    short comp=0; //上述两字符串的比较结果：负 src<dst，零 src=dst，正 src>dst
    size_t p, max; //小子表冒泡排序时的滑动索引和指向局部最大值的索引
    char* tmp; //临时字符串
    size_t lostk[32]={0}, histk[32]={0}; //保存子表低/高指针的FILO栈[因为小表优先处理，所以32已经足够大了]
    char stkptr=0; //上述栈的深度
    if(NULL==Strs||num<2) return; //无事可做

PseudoRecursion://更新lo,hi后，跳转到此处模拟递归
    preLen=0; src=Strs[lo]; dst=Strs[hi]; while(*src==*dst && *dst) src++,dst++,preLen++; //计算当前子表的公共前缀长度
    if((size=hi-lo+1)<11)
    {//如果子表中乱序元素个数<=8，则时间复杂度为O(n^2)的冒泡算法效果最好[前人的经验,没有理由]
        hi--; lo++;//因为首尾已经分别是最小/大值了
        while(hi>lo)
        {
            max=lo;//假定索引lo指向局部最大值
            for(p=lo+1; p<=hi; p++)
            {//寻找指向数组中局部最大值的真实索引max
                comp=0; src=Strs[p]+preLen; dst=Strs[max]+preLen; while(!(comp=*src-*dst) && *dst) src++,dst++; //比较两个字符串
                if(comp>0) max=p;//如果p指向的值更大就更新max
            }
            tmp=Strs[max]; Strs[max]=Strs[hi]; Strs[hi]=tmp; //交换，使得hi处为局部最大值
            hi--;
        }
    }
    else
    {//子表较大（>=11），继续分割
        mid_lo=mid_hi=lo+size/2;//用于划分子表的中间索引[不能用(lo+hi)/2，可能会溢出]
        loguy=lo+1; higuy=hi-1;//低/高端滑动指针[因为首尾已经分别是最小/大值了]
        while(1)
        {//下面采取的策略是分割成3子表而不是传统的2子表，这对于改善有大量相同元素的表的效率有极大的提高！
            while(loguy<mid_lo)
            {//将loguy向高端滑动
                comp=0; src=Strs[loguy]+preLen; dst=Strs[mid_lo]+preLen; while(!(comp=*src-*dst)&&*dst)src++,dst++; //比较两个字符串
                if(comp<0) loguy++; //低端较小,符合顺序(继续下一个)
                else if(comp>0) break; //低端较大,需要交换(暂停移动)
                else { mid_lo--; tmp=Strs[loguy]; Strs[loguy]=Strs[mid_lo]; Strs[mid_lo]=tmp; }//相等，减小mid_lo并交换
            }
            while(mid_hi<higuy)
            {//将higuy向低端滑动
                comp=0; src=Strs[mid_hi]+preLen; dst=Strs[higuy]+preLen; while(!(comp=*src-*dst)&&*dst)src++,dst++; //比较两个字符串
                if(comp<0) higuy--; //低端较小,符合顺序(继续下一个)
                else if(comp>0) break; //低端较大,需要交换(暂停移动)
                else { mid_hi++; tmp=Strs[higuy]; Strs[higuy]=Strs[mid_hi]; Strs[mid_hi]=tmp; }//相等，增大mid_hi并交换
            }
            //根据不同的情况采取不同的措施
            if(loguy==mid_lo&&mid_hi==higuy) break;
            tmp=Strs[loguy]; Strs[loguy]=Strs[higuy]; Strs[higuy]=tmp;
            if(loguy<mid_lo&&mid_hi<higuy){loguy++; higuy--;}
            else if(loguy==mid_lo&&mid_hi<higuy){mid_lo++; mid_hi++; tmp=Strs[mid_hi]; Strs[mid_hi]=Strs[higuy]; Strs[higuy]=tmp;}
            else {mid_lo--; mid_hi--; tmp=Strs[loguy]; Strs[loguy]=Strs[mid_lo]; Strs[mid_lo]=tmp;}//if(loguy<mid_lo&&mid_hi==higuy)
        }
        //分割完毕；下面优先处理较小的子表，以避免栈溢出
        if(mid_lo-lo<hi-mid_hi)
        {//低端子表较小
            if(hi-mid_hi>2){lostk[stkptr]=mid_hi; histk[stkptr]=hi; ++stkptr;} //将高端子表压栈//仅压3元素以上的子表
            if(mid_lo-lo>2){hi=mid_lo; goto PseudoRecursion;}//仅处理3元素以上的子表
        }
        else
        {//高端子表较小
            if(mid_lo-lo>2){lostk[stkptr]=lo; histk[stkptr]=mid_lo; ++stkptr;} //将低端子表压栈//仅压3元素以上的子表
            if(hi-mid_hi>2){lo=mid_hi; goto PseudoRecursion;}//仅处理3元素以上的子表
        }
    }
    if(--stkptr>=0){ lo=lostk[stkptr]; hi=histk[stkptr]; goto PseudoRecursion; }
    else return;
}