排序入門之快速排序簡單入門

本文章只是簡單講解快速排序的原理，並沒有深入進行討論

希望這篇文章適合你  :)

快速排序被廣泛認爲它是解決一般問題的最佳排序算法，它比較適合解決大規模數據的排序。

原理思想：（順序是從小到大）

快速排序首先選取一個“基準數”，通過基準數將大於它和小於它的數無序地放在基準數的兩邊

什麼叫無序？就是大於基準數的所有數只需要放在它的右邊，這些數之間不被要求爲有序，同樣，小於基準數的數所有隻需要放在它的左邊，不被要求其有序

這樣就利用“基準數”對整個原始數列進行了分割成兩部分，然後通過遞歸，用上述同樣的方法選取一個基準數進行分割，直至整個數列被分割的各部分已不能再被分割

下面進行演示，基準數用定義一個變量 pivot 存放，每一部分的分割開始都是選擇low下標對應的數

這裏演示的就是代碼中 partition函數 的實現

開始：（假設low=0，high=6.  當前的low是紅色，high是綠色，pivot是藍色，被放置好在基準數兩邊的數用藍色字體表示）

原始數列a[7]

0	1	2	3	4	5	6
5	4	7	9	2	1	3

首先，選取基準數進行分割，選擇low下標當前的元素5爲基準數，即pivot = 5

然後將 pivot 與 high 下標對應的數進行對比

• 如果 <= a[high]，則 low++
• 如果 > a[high]  ，則交換 a[low] 與 a[high]

結果如下：

第一次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	7	9	2	1	5

從上圖可以看出，a[low] 與 a[high]已被交換

注意！

在這個時候，因 pivot = 5 被交換到 high 的下標處

那麼接下來的比較就是將pivot與low下標當前的數進行對比

• 如果 >= a[low]，則 low++
• 如果 < a[low]  ，則交換 a[low] 與 a[high]

這裏是比low對應的數大，結果如下：

第二次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	7	9	2	1	5

繼續使用pivot = 5 與 a[low] 進行對比

結果如下：

第三次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	7	9	2	1	5

繼續使用 pivot = 5 與 a[low] 進行對比

這時候 pivot = 5比 a[low] 小，所以又進行a[low] 與 a[high]交換

結果如下：

第四次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	5	9	2	1	7

注意！

在這個時候，因pivot = 5被交換到low的下標處

那麼接下來的比較就是將pivot與high下標當前的數進行對比

• 如果 >= a[high]，則 high--
• 如果 < a[high]  ，則交換 a[low] 與 a[high]

結果如下：

第五次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	5	9	2	1	7

繼續使用 pivot = 5 與 a[high] 進行對比

同樣進行交換，結果如下：

第六次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	1	9	2	5	7

繼續使用 pivot = 5 與 a[low] 進行對比

結果如下：（low++）

第七次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	1	9	2	5	7

繼續使用 pivot = 5 與 a[low] 進行對比

結果如下：

第八次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	1	5	2	9	7

繼續使用 pivot = 5 與 a[high] 進行對比

結果如下：（high--）

第九次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	1	5	2	9	7

繼續使用 pivot = 5 與 a[high] 進行對比

結果如下：（最終結果low == high，橙色表示）

第九次

0	1	2	3	4	5	6
3	4	1	2	5	9	7

最後由於 low++  所以 low == high

到這裏，已經利用 基準數pivot = 5 把這個數列分爲了兩部分（5 的左邊都是小於它的，右邊都是大於它的）

然後遞歸。用同樣的方法，對分割出來的兩部分用“基準數”繼續進行分割

/快排函數  
void sort(int *s, int low, int high)  
{  
    int    pivot;  
    //if語句的判斷是結束遞歸的簡單情景，不能缺  
    if (low < high)  
    {  
        // partition 函數就是利用基準數進行分割的功能函數，這個函數是重點  
        pivot = partition(s, low, high);  
  
        sort(s, pivot + 1, high);  
        sort(s, low, pivot - 1);   
    }  
}  

partition 函數代碼：

//這個函數就是上面演示的代碼實現  
int partition(int *s, int low, int high)  
{  
    int    pivot;  
    pivot = s[low];  
  
    while (low < high)  
    {  
        while (low < high && pivot <= s[high])  
        {  
            high--;  
        }  
        swap(&s[low], &s[high]);  
        while (low < high && pivot >= s[low])  
        {  
            low++;  
        }  
        swap(&s[high], &s[low]);  
    }  
    return  low;  
}