十大经典排序算法4（Python版本）

川长思鸟来 2022-12-13 11:22 159阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  六、快速排序

### 六、快速排序 ###

**1、快速介绍**  
快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下，排序 n 个项目要 Ο(nlogn) 次比较。在最坏状况下则需要 Ο(n2) 次比较，但这种状况并不常见。事实上，快速排序通常明显比其他 Ο(nlogn) 算法更快，因为它的内部循环（inner loop）可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。

快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个串行（list）分为两个子串行（sub-lists）。

快速排序又是一种分而治之思想在排序算法上的典型应用。本质上来看，快速排序应该算是在冒泡排序基础上的递归分治法。

快速排序的名字起的是简单粗暴，因为一听到这个名字你就知道它存在的意义，就是快，而且效率高！它是处理大数据最快的排序算法之一了。虽然 Worst Case 的时间复杂度达到了 O(n²)，但是人家就是优秀，在大多数情况下都比平均时间复杂度为 O(n logn) 的排序算法表现要更好，可是这是为什么呢，我也不知道。好在我的强迫症又犯了，查了 N 多资料终于在《算法艺术与信息学竞赛》上找到了满意的答案：

> 快速排序的最坏运行情况是 O(n²)，比如说顺序数列的快排。但它的平摊期望时间是 O(nlogn)，且 O(nlogn) 记号中隐含的常数因子很小，比复杂度稳定等于 O(nlogn) 的归并排序要小很多。所以，对绝大多数顺序性较弱的随机数列而言，快速排序总是优于归并排序。

**2、快速排序步骤**

*  从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）;
 *  重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
 *  递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序；

> 递归的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个算法总会退出，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

**3、动图演示**  
![01][]

**4、Python练习**

def quickSort(arr, left=None, right=None):
        left = 0 if not isinstance(left,(int, float)) else left
        right = len(arr)-1 if not isinstance(right,(int, float)) else right
        if left < right:
            partitionIndex = partition(arr, left, right)
            quickSort(arr, left, partitionIndex-1)
            quickSort(arr, partitionIndex+1, right)
        return arr
    
    def partition(arr, left, right):
        pivot = left
        index = pivot+1
        i = index
        while  i <= right:
            if arr[i] < arr[pivot]:
                swap(arr, i, index)
                index+=1
            i+=1
        swap(arr,pivot,index-1)
        return index-1
    
    def swap(arr, i, j):
        arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]

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[Python]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0MzU2NzQ1OA==&mid=2247489169&idx=1&sn=5d4c64225010e4b6e333cf962412d239&chksm=e96a489cde1dc18a092840dd40e45251c705a8bddbcb1fbdf6791c754de75cc2ace439587180&mpshare=1&scene=23&srcid=09221Zfx2rypvHYFTttont6W&sharer_sharetime=1600761961411&sharer_shareid=b2a2e30106bb801eb92a67be762689dd#rd