三種快速排序的圖示和python實現

基本快速排序

def quickSort(s, start, end):
	if start < end:
	    index = basicSort(s, start, end)
	    quickSort(s, start, index - 1)
	    quickSort(s, index + 1, end)
	    
def basicSort(s, start, end):
    """
    基本的快速排序，i作爲小於temp值和大於temp值的分界點。index<=i的值都是小於temp的值
    index > i 的元素都是大於等於temp的
    :param s:
    :param start: 閉區間
    :param end: 閉區間
    :return:
    """
    temp = s[start]
    j = start

    for i in range(start + 1, end + 1):
        # 如果i位置的元素小於temp,那就把它放在j+1的位置
        if s[i] < temp:
            s[j + 1], s[i] = s[i], s[j + 1]
            j += 1

    # 最後j指向的位置是一個小於temp的元素，可以將其和start位置的元素
    s[start], s[j] = s[j], s[start]
    return j

二路快速排序

def quickSort(s, start, end):
    if start < end:
        index = two_sort(s, start, end)
        quickSort(s, start, index - 1)
        quickSort(s, index + 1, end)
        
def two_sort(nums, start, end):
    temp = nums[start]
    i = start + 1  # 起點從start+1開始
    j = end

    while True:
        while i <= end and nums[i] < temp:  # 利用短路條件，比較不要帶等號
            i += 1
        while j >= start + 1 and nums[j] > temp:
            j -= 1

        if i > j:  # 跳出不要帶等號
            break

        nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
        i += 1
        j -= 1

    nums[start], nums[j] = nums[j], nums[start]

    return j

注意：無論基本快排和二路快排，和temp比較的時候都不帶等號

三路快速排序

    def threeSort(self, s, start, end):  # 使用閉區間
        """
        :param s:
        :param start:
        :param end:
        :return:
        """
        if start > end:
            return

        temp = s[start]

        lt = start  # 小於temp的範圍是 [start,lt-1]
        gt = end + 1  # 等於temp的範圍是 [lt+1,gt-1]
        i = start + 1  # 大於temp的範圍是[gt,r]

        # i到gt-1的數據，狀態不明確

        while i < gt:
            if s[i] < temp:
                s[i], s[lt + 1] = s[lt + 1], s[i]
                lt += 1
                i += 1
            elif s[i] > temp:
                s[i], s[gt - 1] = s[gt - 1], s[i]
                gt -= 1
            else:
                i += 1

        s[start], s[lt] = s[lt], s[start]
        self.threeSort(s, start, lt - 1)
        self.threeSort(s, gt, end)