快速排序法详解 不懂不要钱
参考自：【每日算法】C语言8大经典排序算法（1）
1、算法思想
设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是：
1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即 key=A[0]；
3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索（j -- ），找到第一个小于key的值A[j]，A[i]与A[j]交换；
4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索（i ++ ），找到第一个大于key的A[i]，A[i]与A[j]交换；
5）重复第3、4、5步，直到 I=J； (3,4步是在程序中没找到时候j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到并交换的时候i， j指针位置不变。另外当i=j这过程一定正好是i+或j-完成的最后令循环结束。）[摘自【每日算法】C语言8大经典排序算法（1）]
上面的内容刚开始我也不是全部懂，就知道它每一趟的目的是把小于关键数据的数据都排到它的左边（对于升序排序而言），大于关键数据的数据都排到关键数据的右边。但3）4）5）步看不太明白，不知道它到底是怎么实现的，我现在将我如何理解明白的方法分享一下。
2、核心代码
void quickSort(int *data, int low, int high)
{
if (data == NULL || low >= high)
{
return;
}
int pivotLoc;
pivotLoc = partition(data, low, high);
if (pivotLoc == -1)
cout << "Wrong input" << endl;
quickSort(data, low, pivotLoc - 1);
quickSort(data, pivotLoc + 1, high);
}
int partition(int *data, int low, int high)
{
if (data == NULL || low >= high)
{
return -1;
}
int keyData = data[low];
while (low<high)
{
while ((low < high) && (data[high] >= keyData))
high--;
data[low] = data[high];
while ((low < high) && (data[low] <= keyData))
low++;
data[high] = data[low];
}
data[low] = keyData;
return low;
}
主要是partition函数，以下面
的数组为例，假设data指向了下面数组的第一个数7，并且low=0，high=7。partition要实现的结果，就是将
7,6,1,4,5,9,10,2
变成了
2,6,1,4,5,7,10,9
是怎么实现的呢？跑两遍程序就透彻了，我带着大家跑一遍。
首先if (data == NULL || low >= high)预先判断输入参数合不合法。然后int keyData = data[low];就是选取data[low]，这里low=0，也就是7，即keyData=7。进循环之前，数组状态如下，绿色代表low所指向位置，黄色代表high所指向的位置。
7,6,1,4,5,9,10,2
再然后进循环，通过了low<high条件，再判断data[high] >= keyData？如果大于就high--，代表符合规则，暂时不需要动，而现在2<7，则data[low]=data[high];第一个7变成了2，如下
2,6,1,4,5,9,10,2
接着通过low<high条件，判断data[low] <= keyData？是的，2<7，那么low++，变成了这样
2,6,1,4,5,9,10,2
6<7，继续low++ 得到
2,6,1,4,5,9,10,2
1<7，继续low++ 得到
2,6,1,4,5,9,10,2
4<7，继续low++ 得到
2,6,1,4,5,9,10,2
5<7，继续low++ 得到
2,6,1,4,5,9,10,2
9>7，停止这个小循环，data[high] = data[low];
2,6,1,4,5,9,10,9
完成一次循环回来，判断data[high] >= keyData？9>7，high--，得到
2,6,1,4,5,9,10,9
10>7，继续high--，得到
2,6,1,4,5,9,10,9
此时low==high，因此后面循环都结束了。其中后面运行的data[low] = data[high];以及data[high] = data[low];都相当于自己赋值给自己，没改变任何状态。
最后到data[low] = keyData;那里，得到
2,6,1,4,5,7,10,9
一次partition结束。
我开始的时候有个疑问就是，他们这样赋值来赋值去的，会不会把某个data[high]或者data[low]给挤掉，最后自己再跑几遍发现这个算法巧妙就巧妙在这里，它首先把开始的data[low]给了keyData，然后用data[high]去赋给data[low]，再把新的data[low]赋值给已赋值给data[low]的data[high]，也就是没有任何数据被挤掉，都在自己被别人赋值的之前，已经将值赋给别人了。
还有值得一提的是，一趟结束后，关键数据就处在了应该在的正确位置。
比如
7,6,1,4,5,9,10,2
按这样的原则，关键数据就是7，一次运算后变成了
2,6,1,4,5,7,10,9
左边都是小于7的，右边都是大于7的，且排在第6位，而这组排列最终排好的顺序的结果应该是
1,2,4,5,6,7,9,10
7就是排在第6位，也就是说，快速排序的每一趟，都让关键数据排在了正确的位置
可能你光看我这走一遍还一思半解的，我当初也是，自己跑第一遍的时候还是模模糊糊的，但自己用笔在纸上像这样再跑了两遍后，就体会到了这算法的妙处了。这个算法非常巧妙，就这样看着实现了要完成的功能，可你如果要我为了实现这个功能，来自己设计出这个算法啊？那我也青史留名了。。所以我们只需要学习，然后记住天才们想出的算法，以后会用就足够了。
那么partition这个函数就搞定了。我已经授之以渔了，至于quickSort函数，简而言之就是对关键数据的左边和右边再重复做partition（递归哟），直到最终顺序都顺了就结束，相信你自己跑一遍肯定也很快会弄懂了。
3、Test程序
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void quickSort(int *data, int low, int high);
int partition(int *data, int low, int high);
void main(void)
{
int array[10] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
int num = 10;
//step1: 遍历数组，输出初始排列
for (int arN = 0; arN < num; arN++)
{
cout << array[arN]<<' ';
}
cout << endl;
//step2: 快速排序
quickSort(array, 0, num-1);
//step3: 遍历数组，输出排序后结果
for (int arN = 0; arN < num; arN++)
{
cout << array[arN]<<' ';
}
}
void quickSort(int *data, int low, int high)
{
if (data == NULL || low >= high)
{
return;
}
int pivotLoc;
pivotLoc = partition(data, low, high);
if (pivotLoc == -1)
cout << "Wrong input" << endl;
quickSort(data, low, pivotLoc - 1);
quickSort(data, pivotLoc + 1, high);
}
int partition(int *data, int low, int high)
{
if (data == NULL || low >= high)
{
return -1;
}
int keyData = data[low];
while (low<high)
{
while ((low < high) && (data[high] >= keyData))
high--;
data[low] = data[high];
while ((low < high) && (data[low] <= keyData))
low++;
data[high] = data[low];
}
data[low] = keyData;
return low;
}
运行结果：
欢迎评论交流，觉得好就顶个吧，写了老半天了不容易啊。。