快速排序(QuickSort)多语言实现带图解

1. 描述简介

快速排序由C. A. R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序。更多介绍可以百度百科,接下来直接上代码

2. 动态演示

快速排序(QuickSort)多语言实现带图解_第1张图片

2. 算法复杂程度表

快速排序(QuickSort)多语言实现带图解_第2张图片

3. 代码实现

PHP版本V1.0

这个版本我看了之前有一篇C算法文章中的写法,应该算很早的版本了,我把他用PHP写了一版.递归部分我是使用替换的方式进行合并数据,也可以使用 PHP 引用(&) 进行合并。下面是代码和实现步骤:

/**
 * PHP 快速排序 v1.0
 * 实现步骤:
 *          1.首先在数据中定义一个基准数(M),具体怎么选因人而异。,定义好左右两个坐标L、R (左边坐标不能大于右边坐标)
 *          2.定义好基准数(M)后,从最右往左找小于基准数(M)的值(J)并且不能小于或等于左边坐标,找到后停止。
 *          3.再从左往右找大于基准数(M)的值(I)并且不能小于或等于右边坐标,找到后停止。(为什么要先从右往左?因为从左往右就会错过太多大于的值从而相遇,导致排序错乱)
 *          4.I和J都找到后,进行交换位置。
 *          5.重复1-4步骤直到两个数相同的值(V),则将V和M互换位置。
 *          6.再以M为中心点进行分割重复1-5的流程直至结束
 * @param   array $data 数据
 * @param   int $left 左边坐标
 * @param   int $right 右边坐标
 * @param   string $orderBy 正序/倒叙
 * @return  array $data
 */
function QuickSort($data, $left, $right, $orderBy = 'asc')
{
    $l = $left; // 左边开始位置
    $r = $right; // 右边开始位置
    if ($left >= $right) return [];
    $m = $data[$left]; // 基准数
    while ($l != $r) {
        while ($data[$r] >= $m && $r != $l) $r--;
        while ($data[$l] <= $m && $r != $l) $l++;
        if ($l < $r) {
            $n        = $data[$l];
            $data[$l] = $data[$r];
            $data[$r] = $n;
        }
    }
    $data[$left] = $data[$l];
    $data[$l]    = $m;
    $Q1          = QuickSort($data, $left, $l - 1, $orderBy);
    $data        = $Q1 + $data;

    $Q2   = QuickSort($data, $l + 1, $right);
    $data = $Q2 + $data;

    return $data;
}

PHP版本V2.0(推荐)

这个版本就很流弊了,比上面写法快的太多太多,犹如一个天一个地。我拿第一个版本去对比发现差得太多了。我用v1版本写法执行10000就消耗10s左右,而用v2这个写法直接秒开。不管哪种语言,实现逻辑都一样,推荐参考:

/**
 * 快速排序 v2.0
 * 实现步骤:
 *        1.建立基准数(中间值)
 *        2.循环数据,大于基准数的存 right 数组,小于基准数的存 left 数组
 *        3.分类完成后,将 left、right 数组递归继续分类,直至剩下一个数组为止
 *        4.递归分类完成后,将小于基准数的数组 left 、 基准数 和 大于基准数的数组 进行合并
 * @param array $data
 * @return array
 */
function QuickSort($data)
{
    $left   = [];
    $right  = [];
    $count  = count($data);
    if ($count < 2) return $data;
    $median = $data[0]; // 基准数
    for ($i = 1; $i < $count; $i++) {
        $v = $data[$i];
        if ($v < $median) $left[] = $v; else $right[] = $v;
    }
    $left  = QuickSort($left);
    $right = QuickSort($right);
    $rt    = array_merge($left, [$median], $right);
    return $rt;
}

C语言版本

接下来就是C语言的快速排序版本V1.0(我第一次使用的快速排序思想,自己定义的版本号来区分下~^_^) 稍微改动了一下

#include 
#include 
int a[101],n;
/**
* C语言实现快速排序v1.0
*/
void quicksort(int left, int right){
    int i,j,base;
    i = left;
    j = right;
  
    if (left>right) return ;
    // 1.第一步,定义基准数
    base = a[left]; 
  
    // 4.左坐标不等于右坐标时继续迭代,等于则相遇
    while(left != right){
        // 2.如果右边大于基准数则继续递减迭代至小于基准数停止
        while(left=base) right--;
        // 2.1 与左指针所在位置进行交换
        a[left] = a[right];
     
        // 3.如果左边小于基准数则继续递增迭代至大于基准数停止
        while(left

Javascript语言版本

这个在网上找到的,和v2的版本实现思想一致:


4. 总结

最后,如看不明白,可以用调试工具进行断点调试,这样会理解得更快更彻底一些,希望此文章对你有帮助。

  • 作用:快速有效的进行数据排序
  • 优点:占内存小,耗时少
  • 缺点:也是有的,不稳定
  • 难度:O(NlogN),最差可以和冒泡排序一样0(N2)程度
  • 核心思想:建立基准是(中间值),小于基准数的往左移,大于基准数的往右移。整个排序最终递归进行合并整理,以此达到整个数据变成有序

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