快速排序

小鱼儿 2022-09-23 03:44 12阅读 0赞

今天介绍快速排序，这也是在实际中最常用的一种排序算法，速度快，效率高。就像名字一样，快速排序是最优秀的一种排序算法。

思想

快速排序采用的思想是分治思想。

快速排序是找出一个元素（理论上可以随便找一个）作为基准(pivot),然后对数组进行分区操作,使基准左边元素的值都不大于基准值,基准右边的元素值 都不小于基准值，如此作为基准的元素调整到排序后的正确位置。递归快速排序，将其他n-1个元素也调整到排序后的正确位置。最后每个元素都是在排序后的正 确位置，排序完成。所以快速排序算法的核心算法是分区操作，即如何调整基准的位置以及调整返回基准的最终位置以便分治递归。

举例说明一下吧，这个可能不是太好理解。假设要排序的序列为

**2 2 4 9 3 6 7 1 5** 首先用2当作基准，使用i j两个指针分别从两边进行扫描，把比2小的元素和比2大的元素分开。首先比较2和5，5比2大，j左移

**2 2 4 9 3 6 7 1 5** 比较2和1，1小于2，所以把1放在2的位置

**2 1 4 9 3 6 7 1 5** 比较2和4，4大于2，因此将4移动到后面

**2 1 4 9 3 6 7 4 5** 比较2和7，2和6，2和3，2和9，全部大于2，满足条件，因此不变

经过第一轮的快速排序，元素变为下面的样子

**\[1\] 2 \[4 9 3 6 7 5\]**

之后，在把2左边的元素进行快排，由于只有一个元素，因此快排结束。右边进行快排，递归进行，最终生成最后的结果。

int Partition(int *array, int low, int high)
    {
        int pivot_val = array[low];
        int temp;
        while (low < high)
        {
            while (low < high && array[high] >= pivot_val)
            {
                --high;
            } temp =
                array[low];
            array[low] = array[high];
            array[high] = temp;
            while (low < high && array[low] <= pivot_val)
            {
                ++low;
            } temp =
                array[high];
            array[high] = array[low];
            array[low] = temp;
        } return low;
    }
    void _QuickSort(int *array, int low, int high)
    {
        int pivot_loc;
        if (low < high)
        {
            pivot_loc = Partition(array, low, high);
            _QuickSort(array, low, pivot_loc - 1);
            _QuickSort(array, pivot_loc + 1, high);
        }
    }
    void QuickSort(int *array, int length)
    {
        _QuickSort(array, 0, length - 1);
    }

分析

快速排序的时间主要耗费在划分操作上，对长度为k的区间进行划分，共需k-1次关键字的比较。

最坏情况是每次划分选取的基准都是当前无序区中关键字最小(或最大)的记录，划分的结果是基准左边的子区间为空(或右边的子区间为空)，而划分所得的另一个非空的子区间中记录数目，仅仅比划分前的无序区中记录个数减少一个。时间复杂度为O(n\*n)

在最好情况下，每次划分所取的基准都是当前无序区的”中值”记录，划分的结果是基准的左、右两个无序子区间的长度大致相等。总的关键字比较次数：O(nlgn)

尽管快速排序的最坏时间为O(n2)，但就平均性能而言，它是基于关键字比较的内部排序算法中速度最快者  
，快速排序亦因此而得名。它的平均时间复杂度为O(nlgn)。

原文：[http://www.cnblogs.com/luchen927/archive/2012/02/29/2368070.html][http_www.cnblogs.com_luchen927_archive_2012_02_29_2368070.html]

[http_www.cnblogs.com_luchen927_archive_2012_02_29_2368070.html]: http://www.cnblogs.com/luchen927/archive/2012/02/29/2368070.html