如何测试c++快排函数的正确性

要测试C++快速排序（Quick Sort）函数的正确性，可以遵循以下步骤：

1. 编写一个快速排序函数：首先，你需要实现一个快速排序算法。这是一个简单的快速排序实现：

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

int partition(vector<int>& arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;

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

void quickSort(vector<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);
    }
}

2. 创建测试用例：为了验证快速排序函数的正确性，你需要创建一些测试用例。这些测试用例应该包括不同类型的输入数组，例如已排序数组、逆序数组、具有重复元素的数组等。

vector<vector<int>> test_cases = {
    {1, 2, 3, 4, 5},
    {5, 4, 3, 2, 1},
    {1, 3, 5, 2, 4},
    {1, 1, 1, 1, 1},
    {1, 2, 3, 2, 1},
    {}, // 空数组
};

3. 编写测试函数：编写一个测试函数，用于检查快速排序函数是否按升序对数组进行排序。

bool isSorted(const vector<int>& arr) {
    for (size_t i = 1; i < arr.size(); i++) {
        if (arr[i - 1] > arr[i]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

4. 运行测试：遍历所有测试用例，对每个用例调用快速排序函数，并使用测试函数检查结果。

int main() {
    for (auto& test_case : test_cases) {
        quickSort(test_case, 0, test_case.size() - 1);
        if (!isSorted(test_case)) {
            cout << "Test case failed: ";
            for (int num : test_case) {
                cout<< num << " ";
            }
            cout<< endl;
        } else {
            cout << "Test case passed."<< endl;
        }
    }
    return 0;
}

5. 分析结果：运行上述代码，观察输出结果。如果所有测试用例都通过，那么你的快速排序函数应该是正确的。如果有任何失败的测试用例，请检查快速排序函数以找到错误并修复它。