前言

由于LeetCode上的算法題很多涉及到一些基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為了更好的理解后續(xù)更新的一些復(fù)雜題目的動畫，推出一個新系列 -----《圖解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，主要使用動畫來描述常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。本系列包括十大排序、堆、隊列、樹、并查集、圖等等大概幾十篇。

快速排序

快速排序是由東尼·霍爾所發(fā)展的一種排序算法。在平均狀況下，排序 n 個項目要 Ο(nlogn) 次比較。在最壞狀況下則需要 Ο(n2) 次比較，但這種狀況并不常見。事實上，快速排序通常明顯比其他 Ο(nlogn) 算法更快，因為它的內(nèi)部循環(huán)（inner loop）可以在大部分的架構(gòu)上很有效率地被實現(xiàn)出來。

快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略來把一個串行（list）分為兩個子串行（sub-lists）。

快速排序又是一種分而治之思想在排序算法上的典型應(yīng)用。本質(zhì)上來看，快速排序應(yīng)該算是在冒泡排序基礎(chǔ)上的遞歸分治法。

算法步驟

從數(shù)列中挑出一個元素，稱為 “基準(zhǔn)”（pivot）;

重新排序數(shù)列，所有元素比基準(zhǔn)值小的擺放在基準(zhǔn)前面，所有元素比基準(zhǔn)值大的擺在基準(zhǔn)的后面（相同的數(shù)可以到任一邊）。在這個分區(qū)退出之后，該基準(zhǔn)就處于數(shù)列的中間位置。這個稱為分區(qū)（partition）操作；

遞歸地（recursive）把小于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列和大于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列排序；

遞歸的最底部情形，是數(shù)列的大小是零或一，也就是永遠都已經(jīng)被排序好了。雖然一直遞歸下去，但是這個算法總會退出，因為在每次的迭代（iteration）中，它至少會把一個元素擺到它最后的位置去。

來源：github.com/hustcc/JS-S…

算法演示

排序動畫過程解釋

首先，操作數(shù)列中的所有數(shù)字

在所有數(shù)字中選擇一個數(shù)字作為排序的基準(zhǔn)（pivot）, pivot 通常是隨機選擇的，在這里為了演示方便，我們選擇最右邊的數(shù)字作為 pivot

選取好 pivot 后，在操作數(shù)列中選擇最左邊的數(shù)字標(biāo)記為 左標(biāo)記 ，最右邊的數(shù)字標(biāo)記為 右標(biāo)記

將左邊的標(biāo)記向右移動

當(dāng) 左標(biāo)記 達到超過 pivot 的數(shù)字時，停止移動

在這里，8 > 6 ,所以停止移動

然后將右邊的標(biāo)記向左移動

當(dāng) 右標(biāo)記 達到小于 pivot 的數(shù)字時，停止移動

在這里，4 > 6 ,所以停止移動

當(dāng)左右標(biāo)記停止時，更改標(biāo)記的數(shù)字

因此，左標(biāo)記 的作用是找到一個大于 pivot 的數(shù)字，右標(biāo)記 的作用是找到一個小于 pivot 的數(shù)字

通過交換數(shù)字，可以在數(shù)列的左邊收集小于 pivot 的數(shù)字集合，右邊收集大于 pivot 的數(shù)字集合

交換之后，繼續(xù)移動 左標(biāo)記

在這里，9 > 6 ,所以停止移動

然后將右邊的標(biāo)記向左移動

當(dāng) 右標(biāo)記 碰撞到 左標(biāo)記 時也停止移動

如果左右側(cè)的標(biāo)記停止時，并且都在同一個位置，將這個數(shù)字和 pivot 的數(shù)字交換

這就完成了第一次操作

小于 6 的都在 6 的左側(cè)，大于 6 的都在 6 的右側(cè)

然后遞歸對這分成的兩部分都執(zhí)行同樣的操作

完成 快速排序

代碼實現(xiàn)

為了更好的讓讀者用自己熟悉的編程語言來理解動畫，筆者將貼出多種編程語言的參考代碼，代碼全部來源于網(wǎng)上。

C++代碼實現(xiàn)

Java代碼實現(xiàn)

Python代碼實現(xiàn)

JavaScript代碼實現(xiàn)

如果你是iOS開發(fā)者，可以在GitHub上 github.com/MisterBooo/… 獲取更直觀可調(diào)試運行的源碼。

歡迎關(guān)注：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的看完动画你还敢说不会 快速排序的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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