C++如何用指针实现数组排序？演示快速指针操作-C++-PHP中文网

C++如何用指针实现数组排序？演示快速指针操作

P粉602998670

发布： 2025-08-12 16:42:02

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使用指针在c++++中实现数组排序的核心在于理解指针的算术运算和解引用操作，这样可以直接操纵数组元素。快速排序是一种适合用指针实现的常用算法，其关键在于partition函数中的指针操作。1. 初始化指针时应指向有效地址或设为nullptr；2. 释放内存后应将指针置空以避免悬挂指针；3. 避免返回局部变量的指针；4. 推荐使用智能指针如std::unique_ptr或std::shared_ptr管理内存。除了快速排序，冒泡排序、插入排序、选择排序和归并排序等也适合通过指针实现。现代编译器对指针算术与数组索引的优化相近，性能差异通常可以忽略。

C++如何用指针实现数组排序？演示快速指针操作

使用指针在C++中实现数组排序，核心在于理解指针的算术运算和解引用操作，这允许我们直接操纵数组元素，而无需依赖传统的数组索引。快速排序是一种常用的排序算法，它非常适合用指针来实现，因为它涉及到大量的元素交换。

解决方案

下面是一个使用指针实现快速排序的C++示例：

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#include <iostream>

void swap(int *a, int *b) {
  int temp = *a;
  *a = *b;
  *b = temp;
}

int partition(int *arr, int low, int high) {
  int *pivot = arr + high; // 选择最后一个元素作为基准
  int *i = arr + (low - 1); // i 指向小于基准的最后一个元素

  for (int *j = arr + low; j < arr + high; j++) {
    if (*j <= *pivot) {
      i++;
      swap(i, j);
    }
  }
  swap(i + 1, arr + high);
  return (i - arr + 1);
}

void quickSort(int *arr, int low, int high) {
  if (low < high) {
    int pi = partition(arr, low, high);

    quickSort(arr, low, pi - 1);
    quickSort(arr, pi + 1, high);
  }
}

int main() {
  int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
  int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

  quickSort(arr, 0, n - 1);

  std::cout << "Sorted array: \n";
  for (int i = 0; i < n; i++)
    std::cout << arr[i] << " ";
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

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这段代码展示了如何使用指针来遍历数组、比较元素以及执行交换操作。理解

partition

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函数中指针的算术运算是关键。

指针算术与数组索引：性能差异大吗？

实际上，现代编译器对数组索引和指针算术进行了高度优化，在许多情况下，它们的性能差异几乎可以忽略不计。但是，在某些特定的循环优化场景中，直接使用指针可能略微提高性能，因为它允许编译器更好地进行指令调度和避免不必要的边界检查。

如何避免指针错误，比如野指针？

野指针是指向无效内存区域的指针，避免野指针的关键在于：

初始化指针： 声明指针时，总是将其初始化为
```
nullptr
```
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或有效的内存地址。
释放内存后置空： 使用
```
delete
```
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释放内存后，立即将指针设置为
```
nullptr
```
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。
避免悬挂指针： 确保指针指向的对象在指针的生命周期内有效。不要返回指向局部变量的指针。
使用智能指针：
```
std::unique_ptr
```
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和
```
std::shared_ptr
```
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等智能指针可以自动管理内存，大大减少内存泄漏和野指针的风险。