快速排序算法详解

吾妻思萌

快速排序算法详解 [复制链接]

快速排序(Quick Sort)是对冒泡排序的一种改进。由C. A. R. Hoare在1962年提出，其基本思想是选取一个记录作为枢轴，经过一趟排序，将整段序列分为两个部分，其中一部分的值都小于枢轴，另一部分都大于枢轴。然后继续对这两部分继续进行排序，从而使整个序列达到有序。

1.基本思想:

例如对于一个待排序的源数组arr = { 4，1，3，2，7，6，8}。

我们可以随便选一个元素，假如我们选数组的第一个元素吧，我们把这个元素称之为“主元”吧。

然后将大于或等于主元的元素放在右边，把小于或等于主元的元素放在左边。

通过这种规则的调整之后，左边的元素都小于或等于主元，右边的元素都大于或等于主元，很显然，此时主元所处的位置，是一个有序的位置,即主元已经处于排好序的位置了。

主元把数组分成了两半部分。把一个大的数组通过主元分割成两小部分的这个操作，我们也称之为分割操作(partition)。

接下来，我们通过递归的方式，对左右两部分采取同样的方式，每次选取一个主元元素，使他处于有序的位置。当然是递归到子数组只有一个元素或者0个元素了，递归结束。

代码：quick_sort 是快速排序的算法，partion函数是对于数组的分割操作，分割操作有很多种方法，我这里列举三种。

2.分割操作

2.1 单向调整

选最后一个为主元，假设数组arr的范围为[left, right]，即起始下标为left，末尾下标为right。源数组如下

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然后可以用一个下标 i 指向 left，即 i = left ;用一个下标 j 也指向left，即j = left

EEWORLDIMGTK6

接下来 j 从左向右遍历，遍历的范围为 [left, right-1] ，遍历的过程中，如果遇到比主元小的元素，则把该元素与 i 指向的元素交换，并且 i = i +1

EEWORLDIMGTK7

当j指向1时，1比4小，此时把i和j指向的元素交换，之后 i++。

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就这样让j一直向右遍历，直到 j = right

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遍历完成之后，把 i 指向的元素与主元进行交换，交换之后，i 左边的元素一定小于主元，而 i 右边的元素一定大于或等于主元。这样，就 i 完成了一次分割了。

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代码如下：

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2.2 双向调整

源数组如下：

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然后用令变量i = left + 1，j = right。然后让 i 和 j 从数组的两边向中间扫描。

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i 向右遍历的过程中，如果遇到大于或等于主元的元素时，则停止移动，j向左遍历的过程中，如果遇到小于或等于主元的元素则停止移动。

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当i和j都停止移动时，如果这时i < j，则交换 i, j 所指向的元素。此时 i < j，交换8和3

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然后继续向中间遍历，直到i >= j。

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此时i >= j，分割结束。最后在把主元与 j 指向的元素交换。

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这个时候，j 左边的元素一定小于或等于主元，而右边则大于或等于主元。

到此，分割调整完毕。

代码如下：

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2.3 挖坑法

1.选取一个关键字(key)作为主元，一般取整组记录的第一个数/最后一个，这里采用选取序列最后一个数为枢轴，也是初始的坑位。

2.设置两个变量left = 0;right = N - 1;

3.从left一直向后走，直到找到一个大于key的值，然后将该数放入坑中，坑位变成了array[left]。

4.right一直向前走，直到找到一个小于key的值，然后将该数放入坑中，坑位变成了array[right]。

5.重复3和4的步骤，直到left和right相遇，然后将key放入最后一个坑位。

代码如下：

秦天qintian0303

快速排序比冒泡排序提高多少效率？  

lkh747566933

软件没学好啊，看到这种东西就头疼。