本文將介紹排序算法中最常用，以及最重要的快速排序。

1 快速排序實例

快速排序由C. A. R. Hoare在1960年提出，是冒泡排序的一種改進。快速排序就跟它的名字一樣，效率很快。跟冒泡排序，選擇排序相比，它們使用相同的空間大小，但是，快速排序卻可以達到O(nlogn)的時間復雜度，比O(n^2)要快上很多。那么，快速排序是怎么做的呢？它的核心思想是，找到一個基準數，讓這個基準數到它該去的位置。并且，基準數左邊的數都比這個它要小，右邊的數都比它要大。根據這個思想，我們每一趟至少能夠保證基準數在它應該在的位置，并且右邊的數都大于左邊的數，整體基本有序。那怎么處理基準數左邊和右邊兩部分的數呢？很簡單，分別對左邊和右邊遞歸剛剛那個過程，就ok了。這就是快速排序，由于每次都能夠排好一個數，并且能夠保證左邊區域的數只需要在左邊區域排序，右邊區域的數只需要在右邊區域排序，它們本身在該在位置的概率很大，大大降低了需要交換的次數。

我們來看例子，給定數組[4,5,1,10,3,6,9,2]，怎么用快速排序對它排序呢？

首先，選擇第一個數作為基準數

設置指針i和j，分別指向最左和最右

指針j向左移動，找到第一個小于基準數4的位置。由于指向的2比4小，所以指針j沒有移動。

指針i向右移動，找到第一個大于基準數4的位置

交換指針i和j對應的元素

指針j繼續向左移動，找到了3比基準數小。

指針i繼續向右移動，找到了10比基準數大。

交換指針i和j對應的元素

指針j繼續左移，與指針i相遇，停止。

交換指針i與基準數所在位置的元素。

這一趟快速排序結束，基準數4達到了它應該在的位置。而左邊都是比4小的數，右邊都是比4大的數。接下來我們只需要遞歸這個過程就可以了。

2 代碼解析

49-62行就是剛剛的例子中做的操作，具體在代碼注釋中已經寫明。

66,67行，分別遞歸處理左邊和右邊，最終完成整體排序。

這里還有一個問題：為什么每次都要從右邊開始找，而不能從左邊開始找呢？

如果從左邊開始找，那么在這個狀態時，i往右一步就停止了。這時候，如果交換基準數和指針i的元素，10會被交換到左邊，不符合快速排序“左邊的數都比基準數小”的限制。之所以要讓指針j先動，就是因為，最后必須停在比基準數小的元素，只有右邊先動才可以保證。

3 效率分析

快速排序的效率跟基準數的選擇有很大關系。

如果基準數選得好，每次基準數都能夠剛好排在中間的位置，遞歸的時候，兩個子問題的大小就是平衡的，不停地二分下去，最終的時間復雜度就是

T(n)=T(n/2)+T(n/2)+O(n)=O(nlogn)

如果基準數選得差，每次基準數剛好是最大值或者最小值，每次子問題的規模只減小了1，這樣無疑效率會差很多，最終的時間復雜度為

T(n)=T(n-1)+T(1)+O(n)=O(n^2)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的程序填充(指针):3数排序_排序算法之快速排序，它为什么这么快？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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