快速排序是由東尼霍爾所發展的一種排序算法。在平均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，因為它的內部循環（inner loop）可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來。

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用。本質上來看，快速排序應該算是在冒泡排序基礎上的遞歸分治法。

算法步驟：

從數列中挑出一個元素，稱為 “基準”（pivot）;

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

遞歸地（recursive）把小于基準值元素的子數列和大于基準值元素的子數列排序

具體實現有兩種方法：

挖坑法

指針交換法

挖坑法

給定一組原始數列，要求從小到大排序：

首先，我們選定基準元素Pivot，并記住這個位置index，這個位置相當于一個“坑”。并且設置兩個指針left和right，指向數列的最左和最右兩個元素：

接下來，從right指針開始，把指針所指向的元素和基準元素做比較。如果比pivot大，則right指針向左移動；如果比pivot小，則把right所指向的元素填入坑中。

在當前數列中，1<4，所以把1填入基準元素所在位置，也就是坑的位置。這時候，元素1本來所在的位置成為了新的坑。同時，left向右移動一位。

此時，left左邊綠色的區域代表著小于基準元素的區域。

接下來，我們切換到left指針進行比較。如果left指向的元素小于pivot，則left指針向右移動；如果元素大于pivot，則把left指向的元素填入坑中。

在當前數列中，7>4，所以把7填入index的位置。這時候元素7本來的位置成為了新的坑。同時，right向左移動一位。

此時，right右邊橙色的區域代表著大于基準元素的區域。

下面按照剛才的思路繼續排序：

8>4，元素位置不變，right左移

2<4，用2來填坑，left右移，切換到left。

6>4，用6來填坑，right左移，切換到right。

3<4，用3來填坑，left右移，切換到left。

5>4，用5來填坑，right右移。這時候left和right重合在了同一位置。

這時候，把之前的pivot元素，也就是4放到index的位置。此時數列左邊的元素都小于4，數列右邊的元素都大于4，這一輪交換終告結束。

指針交換法：

給定原始數列如下，要求從小到大排序：

開局和挖坑法相似，我們首先選定基準元素Pivot，并且設置兩個指針left和right，指向數列的最左和最右兩個元素：

接下來是第一次循環，從right指針開始，把指針所指向的元素和基準元素做比較。如果大于等于pivot，則指針向左移動；如果小于pivot，則right指針停止移動，切換到left指針。

在當前數列中，1<4，所以right直接停止移動，換到left指針，進行下一步行動。

輪到left指針行動，把指針所指向的元素和基準元素做比較。如果小于等于pivot，則指針向右移動；如果大于pivot，則left指針停止移動。

由于left一開始指向的是基準元素，判斷肯定相等，所以left右移一位。

由于7 > 4，left指針在元素7的位置停下。這時候，我們讓left和right指向的元素進行交換。

接下來，我們進入第二次循環，重新切換到right向左移動。right先移動到8，8>2，繼續左移。由于2<8，停止在2的位置。

切換到left，6>4，停止在6的位置。

元素6和2交換。

進入第三次循環，right移動到元素3停止，left移動到元素5停止。

元素5和3交換。

進入第四次循環，right移動到元素3停止，這時候請注意，left和right指針已經重合在了一起。

當left和right指針重合之時，我們讓pivot元素和left與right重合點的元素進行交換。此時數列左邊的元素都小于4，數列右邊的元素都大于4，這一輪交換終告結束。

代碼實現：

總結

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