数据结构-快排算法（详解）

一、快速排序

1.1 快排概念

快速排序是冒泡排序的优化，是一种基于交换的排序方式。
时间复杂度 O(nlogn)。

1.2 快排算法基本思想

分而治之思想
通过一趟排序，将待排序列分成两部分，
其中一部分中的数据都比另一部分中的数据小（每一部分中的数据无需保证有序）。
然后将分成的这两部分数据，每一个部分分别在各自执行排序，每一部分再分成独立的两部分。
将上面的方式通过递归执行，直到整个序列有序。

1.3 快排算法具体说明

在一串待排序序列的数列中，通过找一个关键字(待排序序列中的一个数据元素)，从而将待排序序列分为两部分（一部分都大于这个关键字，一部分都小于这个关键字），但这两部分序列无需是有序的。

以上操作本质就是找到关键字在这个序列中(升序或降序)该存在的位置。

然后被这个关键字分割的两部分序列继续按照上述描述进行分割（递归思想）。

综合来说将算法思路分成三个部分：
1.挑元素
2.划分组
3.分组重复前两步

1.4 通过快排举例进行详解

以无序序列 8，4，13，67，99，23，15为例：
1.挑元素：
一般是以序列首元素为作为参考元素(关键字)，首元素是8。

2.划分组：
本质是确定参考元素(关键字) 8 该存在的位置，并将序列分为两个部分。
将大于 8 的数据放到 8 应该存在位置的右侧，
将小于 8 的数据放到 8 应该存在位置的左侧，
且被 8 分成两部分的序列无需是有序的。

首先,找出 8 应该存放至序列本应存在的位置
定义一个temp，将数据 8 赋给temp
定义i，j变量分别记录序列的第一个元素，和最后一个元素的位置
以上述无序序列为例i=0，j=6
从j位置上开始和temp进行循环比较，如果是s[j]>temp且i 如果是s[j]<=temp则循环结束
j位置上的元素要赋值到i位置的元素上
i位置上的数据被覆盖
但是我们以及提前将i位置上的数据保存在temp中了

接下来要从i位置上开始和temp进行循环比较，如果是s[i]<=temp且i 如果s[i]数据大于temp则循环结束，将i位置上的数据赋值到j位置上去
j位置上的数据在查找s[j]>temp时就已经将j位置上的数据赋值到i上去了
当i与j重合的时就是temp所该存在的位置
s[i]=temp或者s[j]=temp

3.分组重复前两步
通过递归进行左部分排序
通过递归进行右部分排序

二、代码实现

#include 

void quick(int *s, int i, int j); //声明快排函数

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int s[7] = {8, 4, 13, 67, 99, 23, 15};
    int i = 0;
    for (; i < 7; i++) //排序前进行遍历
    {
        printf("%d ", s[i]);
    }
    puts("");
    quick(s, 0, 6);
    for (i = 0; i < 7; i++) //排序后进行遍历
    {
        printf("%d ", s[i]);
    }
    puts("");
    return 0;
}
void quick(int *s, int i, int j)
{
    if (i < j) //递归入口
    {
        int temp = s[i]; //挑元素
        int begin = i;
        int end = j;
        while (i < j)
        { //划分组
            while (i < j && temp < s[j])
            {
                j--;
            }
            s[i] = s[j]; //小于temp的值进行左移
            while (i < j && temp >= s[i])
            {
                i++;
            }
            s[j] = s[i]; //大于等于temp的值进行右移
        }
        s[i] = temp; //确定temp应在的位置

        quick(s, begin, i - 1); //左组重复前两部
        quick(s, j + 1, end);   //右组重复前两部
    }

    else //递归出口
    {
        return ;
    }
}

三、结果展示

成功实现