經過調研發現，對任意無序整數數組，快速排序有兩種實現方法，這里簡單闡述下思路：

思路一：隨意選擇一個基準元，一般選擇數組的起始元或末尾元，Weiss這本書上特意搞了個算法來選擇基準元，……，總之就是基準元的選擇要盡量隨機。選定基準元之后，比如選擇數組起始元為基準元，從數組右邊開始，向左邊遍歷，遇到比基準元大的跳過，直至遇到比基準元小的元素停下來；再從左邊向右邊遍歷，跳過比基準元小的，直至遇到比基準元大的元素停下來，交換左右兩邊的元素，再重復之前的遍歷，比較和交換步驟，……，這樣經過一趟排序就能將整個數組劃分為兩個部分，左邊的部分小于基準元，右邊的部分大于基準元，使用“二分法”和遞歸的思想，我們就能最終快速完成整個數組的排序，借用網上的效果動態如下：

啊哈磊的這篇文章對快速排序的思想做了非常深入淺出的描述，感興趣的讀者可以看看

http://bbs.ahalei.com/thread-4419-1-1.html

思路二：在不方便從數組最右端向最左端遍歷的情形下，比如超長單向鏈表只有next指針，只能往前遍歷不能往后遍歷，此時還有一種變通方法，就是，選擇數組的首個元素為基準元，使用兩個索引，一快一慢，索引1從首個元素的前一個開始(索引為-1)，索引2遍歷數組每個元素，發現比基準元小的元素，就讓索引1增加1，如果發現兩個索引不相等，就交換兩個對應兩個元素的值，這樣的效果等價于把數組分為兩部分，比基準元大的部分在基準元的右邊，比基準元小的部分在基準元的左邊，同樣按照“二分法”和遞歸思想，最后完成整個數組的排序。

下面給出這兩種思路的算法實現源碼

//description: 給出快速排序的兩種實現形式
//date: 2019-03-16#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int RandomInRange(int min, int max){int random = rand()%(max-min+1) + min;return random;
}int swap(int* a, int* b){int tmp = *b;*b = *a;*a = tmp;
}//利用三點確定基準點
int Median3(int arr[], int left, int right){int center = (left+right)/2;//使left，center，right升序if(arr[left]>arr[center])swap(&arr[left], &arr[center]);if(arr[left]>arr[right])swap(&arr[left], &arr[right]);if(arr[center]>arr[right])swap(&arr[center], &arr[right]);//隱藏基準點swap(&arr[center], &arr[right-1]);return arr[right-1];
}int Partition(int arr[], int n, int start, int end){if(arr==NULL || n<=0 || start<0 || end >= n){printf("Invalid input params, exit ...");exit(-1);}//生成隨機索引作為基準元素，并放到數組尾部int idx = RandomInRange(start, end);swap(&arr[idx], &arr[end]);//現在arr[end]就是基準元素了//設置兩個索引, small表示比基準元素小的元素的索引int small = start - 1;for(idx=start; idx<end; idx++){if(arr[idx]<arr[end]){small++;//small指向比基準元素大的，idx指向比基準元素小的，兩者交換一下if(small != idx)swap(&arr[small], &arr[idx]);}}//將基準元素交換回來small++;swap(&arr[small], &arr[end]);return small;
}//借用一段插入排序算法
void InsertSort(int arr[], int n){int i,j,t;for(i=1; i<n; i++){t=arr[i];for(j=i; j>0 && t<arr[j-1]; j--){arr[j] = arr[j-1];}arr[j]=t;}
}#define CutOff 3void Qsort(int arr[], int left, int right){int i,j,pivot;if(left+CutOff <= right){pivot = Median3(arr, left, right);i=left;j=right-1;for(;;){while(arr[++i]<pivot){}while(arr[--j]>pivot){}if(i<j)swap(&arr[i], &arr[j]);elsebreak;}//恢復pivotswap(&arr[i], &arr[right-1]);Qsort(arr, left, i-1);Qsort(arr, i+1, right);}else{//對子數組做插入排序InsertSort(arr+left, right-left+1);}
}//找數組中第k大的元素，即arr[k-1]元素
void Qselect(int arr[], int k, int left, int right){int i,j,pivot;if(left+CutOff <= right){pivot = Median3(arr, left, right);i=left;j=right-1;for(;;){while(arr[++i]<pivot){}while(arr[--j]>pivot){}if(i<j)swap(&arr[i], &arr[j]);elsebreak;}//恢復pivotswap(&arr[i], &arr[right-1]);if(k<=i)Qselect(arr, k, left, i-1);else if(k>i+1)Qselect(arr, k, i+1, right);}else{//對子數組做插入排序InsertSort(arr+left, right-left+1);}
}void QuickSort2(int arr[], int n){Qsort(arr, 0, n-1);
}void QuickSort(int arr[], int n, int start, int end){if(start == end)return;int pivot = Partition(arr, n, start, end);if(pivot>start)QuickSort(arr, n, start, pivot-1);if(pivot<end)QuickSort(arr, n, pivot+1, end);
}int main(){int a[] = {4,12,35,98,4,44,58,13,15};int i, n=sizeof(a)/sizeof(int);//QuickSort(a, n, 0, n-1);//QuickSort2(a, n);Qselect(a, n/2, 0, n-1);printf("%d\n", a[n/2]);for(i=0; i<n; i++)printf("%d ", a[i]);printf("\n");return 0;
}

下面是函數運行效果截圖

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引申

使用快速排序的思想，還可以高效解決“查找第k大數”的問題，特別是“查找數組中位數”的問題，這是后話，打算今后另做一篇博文分析。

求無序數組的中位數(c語言版本)

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參考文獻

[1]. Allen Weiss 《數據結構與算法分析---C語言描述》第2版第七章

[2].何海濤 《劍指Offer名企面試官精講典型編程題》第2版p.80

總結

以上是生活随笔為你收集整理的快速排序的两种实现方法(c语言版本)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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