5.3.3《快速排序》-2023—2024学年粤教版（2019）-信息技术-数据与数据结构选修1-课后作业

中小学教育资源及组卷应用平台 《快速排序》作业 一、选择题 1. 快速排序的基本思想是什么？ A. 将最大值放到数组的末尾 B. 将最小值放到数组的开始 C. 选择一个基准元素并将数组分为两部分 D. 随机打乱数组元素的顺序 答案：C 解析：快速排序的基本思想是通过选择一个基准元素（pivot），然后将数组分为两部分：一部分是小于基准的元素，另一部分是大于或等于基准的元素。然后对这两部分分别进行递归排序。 2. 快速排序的时间复杂度在最坏情况下是： A. O(1) B. O(log n) C. O(n) D. O(n^2) 答案：D 解析：快速排序在最坏情况下（即每次选择的基准都是最大或最小元素时）的时间复杂度为O(n^2)。 3. 快速排序是一种什么类型的排序算法？ A. 不稳定的排序算法 B. 稳定的排序算法 C. 原地排序算法 D. 非原地排序算法 答案：C 解析：快速排序是一种原地排序算法，因为它只需要一个额外的栈空间来存储递归调用的信息。 4. 以下哪种情况最适合使用快速排序？ A. 大规模数据集 B. 小规模或基本有序的数据集 C. 需要稳定排序的数据集 D. A和B都适用 答案：A 解析：快速排序适合用于大规模数据集，因为它的平均时间复杂度为O(n log n)，但在实际应用中通常优于其他O(n log n)的排序算法。 5. 快速排序在最好情况下的时间复杂度是： A. O(1) B. O(log n) C. O(n) D. O(n^2) 答案：B 解析：快速排序在最好情况下（即每次选择的基准都能将数组平分时）的时间复杂度为O(log n)。 6. 快速排序的平均时间复杂度是： A. O(1) B. O(log n) C. O(n) D. O(n^2) 答案：B 解析：快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)。 二、填空题 7. 快速排序的基本思想是选择一个_____元素作为基准，然后将数组分为两部分。 答案：基准（或pivot） 解析：快速排序通过选择一个基准元素（pivot），然后将数组分为两部分来实现排序。 8. 快速排序在最坏情况下的时间复杂度为_____。 答案：O(n^2) 解析：快速排序在最坏情况下（即每次选择的基准都是最大或最小元素时）的时间复杂度为O(n^2)。 9. 快速排序是一种_____排序算法。 答案：原地（或就地） 解析：快速排序是一种原地排序算法，因为它只需要一个额外的栈空间来存储递归调用的信息。 10. 快速排序适合用于_____数据集。 答案：大规模（或大数据集） 解析：快速排序适合用于大规模数据集，因为它的平均时间复杂度为O(n log n)，但在实际应用中通常优于其他O(n log n)的排序算法。 11. 快速排序在最好情况下的时间复杂度为_____。 答案：O(log n) 解析：快速排序在最好情况下（即每次选择的基准都能将数组平分时）的时间复杂度为O(log n)。 12. 快速排序的平均时间复杂度为_____。 答案：O(n log n) 解析：快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)。 13. 快速排序的主要缺点是其时间复杂度较高，特别是在_____情况下。 答案：最坏（或大规模数据集） 解析：快速排序的主要缺点是其时间复杂度较高，特别是在最坏情况下（即大规模数据集）。 14. 快速排序可以通过设置一个标志位来优化性能，如果在一次遍历中没有发生任何交换操作，则说明数组已经有序，可以提前结束排序过程。这种优化方法称为_____。 答案：提前终止（或短路检测） 解析：快速排序可以通过设置一个标志位来优化性能，如果在一次遍历中没有发生任何交换操作，则说明数组已经有序，可以提前结束排序过程。这种优化方法称为提前终止（或短路检测）。 15. 快速排序的一个变种是三向切分快速排序（3-way partition quicksort），它将数组分为三个部分：小于基准的元素、等于基准的元素和大于基准的元素。这种变种在处理包含大量重复元素的数组时特别有效。 答案：三向切分（或3-way partition） 解析：快速排序的一个变种是三向切分快速排序（3-way ... ...