快速排序之“挖坑法”

想要了解快速排序，我们将其与冒泡排序加以对比说明。

快速排序

（都是交换排序：通过元素之间的比较和交换位置来达到排序的目的）是从冒泡排序演变而来的算法，但是比冒泡排序要高效得多。因为其使用了【分治法】。

快速排序的操作过程：在每一轮挑选一个基准元素，并让其他比他大的元素移动到数列一边，比他小的元素移动到数列另一边，从而把数列拆解成了两个部分。（分治法的思路）

紫色：基准元素

黄色：不基准元素大的元素

绿色：比基准元素小的元素

基准元素的选择

一般情况下选择第一个元素，这在绝大多数情况下是没有问题的。

但是最坏的情况下，若是一个逆序的数列，期望排成顺序数列，这种情况下，快速排序需要进行N轮，时间复杂度与冒泡排序一样为O(N^2)。所以为了避免这种情况的发生，我们可以随机选择一个元素作为基准元素。

元素的移动

把其他元素当中小于基准元素的的都移动到基准元素一边，大于基准元素的移动到另一边。

实现方法：

挖坑法

首先我们选定基准元素Pivot，并记住这个位置index，这个位置相当于一个“坑”，并且设置两个指针 left 和 right ，指向数列的最左和最有两个元素。

接下来，从right指针开始，把指针所指向的元素和基准元素做比较。如果比pivot大，则right指针向左移动；如果比pivot小，则把right所指向的元素填入坑中

4>2，所以4的位置不变，将right指针左移继续比较，right右边黄色的区域代表着大于基准元素的区域。

1<2，所以把1填入基准元素所在位置，也就是坑的位置。这时候，元素1本来所在的位置成为了新的坑。同时，left向右移动一位。

此时，left左边绿色的区域代表着小于基准元素的区域，接下来，我们切换到left指针进行比较。如果left指向的元素小于pivot，则left指针向右移动；如果元素大于pivot，则把left指向的元素填入坑中。

下面按照这个思路继续排序：

这时候，把之前的pivot元素，也就是2放到index的位置。此时数列左边的元素都小于2，数列右边的元素都大于2，这一轮交换终告结束。