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快速排序是C.R.A.Hoare于1962年提出的一種劃分交換排序。它采用了一種分治的策略，通常稱其為分治法(Divide-and-ConquerMethod)。

快速排序由于排序效率在同為O(N*logN)的幾種排序方法中效率較高，因此經(jīng)常被采用，再加上快速排序思想—-分治法也確實實用，因此很多軟件公司的筆試面試，包括像騰訊，微軟等知名IT公司都喜歡考這個，還有大大小的程序方面的考試如軟考，考研中也常常出現(xiàn)快速排序的身影。

該方法的基本思想是：

1．先從數(shù)列中取出一個數(shù)作為基準(zhǔn)數(shù)。
2．分區(qū)過程，將比這個數(shù)大的數(shù)全放到它的右邊，小于或等于它的數(shù)全放到它的左邊。
3．再對左右區(qū)間重復(fù)第二步，直到各區(qū)間只有一個數(shù)。

雖然快速排序稱為分治法，但分治法這三個字顯然無法很好的概括快速排序的全部步驟。因此我的對快速排序作了進(jìn)一步的說明：挖坑填數(shù)+分治法：
先來看實例吧，定義下面再給出（最好能用自己的話來總結(jié)定義，這樣對實現(xiàn)代碼會有幫助）。

首先以一個數(shù)組作為示例，取區(qū)間第一個數(shù)為基準(zhǔn)數(shù)。

1 初始值：i = 0; j = 9; X = a[i] = 72

由于已經(jīng)將a[0]中的數(shù)保存到X中，可以理解成在數(shù)組a[0]上挖了個坑，可以將其它數(shù)據(jù)填充到這來。

從j開始向前找一個比X小或等于X的數(shù)。當(dāng)j=8，符合條件，將a[8]挖出再填到上一個坑a[0]中。a[0]=a[8]; i++; 這樣一個坑a[0]就被搞定了，但又形成了一個新坑a[8]，這怎么辦了？簡單，再找數(shù)字來填a[8]這個坑。這次從i開始向后找一個大于X的數(shù)，當(dāng)i=3，符合條件，將a[3]挖出再填到上一個坑中a[8]=a[3]; j–;

數(shù)組變化結(jié)果：

i = 3; j = 7; X=72

再重復(fù)上面的步驟，先從后向前找，再從前向后找。
從j開始向前找，當(dāng)j=5，符合條件，將a[5]挖出填到上一個坑中，a[3] = a[5]; i++;
從i開始向后找，當(dāng)i=5時，由于i==j退出。
此時，i = j = 5，而a[5]剛好又是上次挖的坑，因此將X填入a[5]。

數(shù)組再次變化：

可以看出a[5]前面的數(shù)字都小于它，a[5]后面的數(shù)字都大于它。因此再對a[0…4]和a[6…9]這二個子區(qū)間重復(fù)上述步驟就可以了。

對挖坑填數(shù)進(jìn)行總結(jié)

1．i =L; j = R; 將基準(zhǔn)數(shù)挖出形成第一個坑a[i]。

2．j–由后向前找比它小的數(shù)，找到后挖出此數(shù)填前一個坑a[i]中。

3．i++由前向后找比它大的數(shù)，找到后也挖出此數(shù)填到前一個坑a[j]中。

4．再重復(fù)執(zhí)行2，3二步，直到i==j，將基準(zhǔn)數(shù)填入a[i]中。

照著這個總結(jié)很容易實現(xiàn)挖坑填數(shù)的代碼：

//返回調(diào)整后基準(zhǔn)數(shù)的位置 int AdjustArray(int s[], int l, int r) {int i = l, j = r;int x = s[l]; //s[l]即s[i]就是第一個坑while (i < j){// 從右向左找小于x的數(shù)來填s[i]while(i < j && s[j] >= x) j--; if(i < j) {//將s[j]填到s[i]中，s[j]就形成了一個新的坑s[i] = s[j]; i++;}// 從左向右找大于或等于x的數(shù)來填s[j]while(i < j && s[i] < x)i++; if(i < j) {//將s[i]填到s[j]中，s[i]就形成了一個新的坑s[j] = s[i]; j--;}}//退出時，i等于j。將x填到這個坑中。s[i] = x;return i; }

再寫分治法的代碼

void quick_sort1(int s[], int l, int r){if (l < r){int i = AdjustArray(s, l, r);//先成挖坑填數(shù)法調(diào)整s[]quick_sort1(s, l, i - 1); // 遞歸調(diào)用 quick_sort1(s, i + 1, r);} }

這樣的代碼顯然不夠簡潔，對其組合整理下：

//快速排序 void quick_sort(int s[], int l, int r){if (l < r){//Swap(s[l], s[(l + r) / 2]); //將中間的這個數(shù)和第一個數(shù)交換 參見注1int i = l, j = r, x = s[l];while (i < j){// 從右向左找第一個小于x的數(shù)while(i < j && s[j] >= x) {j--; }if(i < j) {s[i++] = s[j];}// 從左向右找第一個大于等于x的數(shù)while(i < j && s[i] < x){i++; }if(i < j) {s[j--] = s[i];} }s[i] = x;quick_sort(s, l, i - 1); // 遞歸調(diào)用 quick_sort(s, i + 1, r);} }

快速排序還有很多改進(jìn)版本，如隨機(jī)選擇基準(zhǔn)數(shù)，區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)較少時直接用另的方法排序以減小遞歸深度。有興趣的筒子可以再深入的研究下。

注1，有的書上是以中間的數(shù)作為基準(zhǔn)數(shù)的，要實現(xiàn)這個方便非常方便，直接將中間的數(shù)和第一個數(shù)進(jìn)行交換就可以了
python程序：來自 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（python語言描述）

def quick_sort(lists):quick_rec(lists, 0, len(lists)-1)return listsdef quick_rec(lists, l, r):if l >= r:returni = lj = rpivot = lists[i]while i < j:while i <j and lists[j] > pivot: # 用j向左掃描小于pivot的值j -= 1if i < j:lists[i] = lists[j]while i < j and lists[i] < pivot:# 用i向右掃描大于pivott的值i += 1if i < j:lists[j] = lists[i]lists[i] = pivotquick_rec(lists, l, i-1)quick_rec(lists, i+1, r)print(quick_sort([5, 1, 4, 2, 9]))

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的快速排序原理及实现的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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