快速排序（QuickSort）算法实现---------C语言

简介：
快速排序（QuickSort）是一种基于分治法的高效排序算法，由英国计算机科学家托尼·霍尔（Tony Hoare）于1960年提出。它的基本思想是通过选择一个“基准”元素（pivot），将数组划分为两部分：一部分的所有元素都小于基准，另一部分的所有元素都大于基准。然后递归地对这两部分进行排序，最终得到一个有序的数组。

步骤：

选择基准：从数组中选择一个元素作为基准（pivot）。通常可以选择第一个元素、最后一个元素或随机选择。
分区操作：重新排列数组，使得所有比基准小的元素移到基准的左边，所有比基准大的元素移到基准的右边。这个过程称为分区（partitioning）。分区完成后，基准元素位于其最终位置。
递归排序：对基准左边和右边的子数组分别递归应用快速排序。
时间复杂度：

平均情况：
O(nlogn)

不稳定：相同值的元素可能会改变相对顺序。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 交换两个整数的值
void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

// 分区函数：将数组分为两部分，一部分小于等于基准，另一部分大于基准
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];  // 选择最后一个元素作为基准
    int i = (low - 1);  // i是较小元素的索引

    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        // 如果当前元素小于或等于基准
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;  // 增加较小元素的索引
            swap(&arr[i], &arr[j]);
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]);  // 将基准元素放到正确的位置
    return (i + 1);
}

// 快速排序函数
void quicksort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        // pi 是分区索引，arr[pi] 已经排好序
        int pi = partition(arr, low, high);

        // 递归地对左右子数组进行排序
        quicksort(arr, low, pi - 1);
        quicksort(arr, pi + 1, high);
    }
}

// 打印数组
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

// 主函数
int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("原始数组: \n");
    printArray(arr, n);

    quicksort(arr, 0, n - 1);

    printf("排序后的数组: \n");
    printArray(arr, n);

    return 0;
}

代码说明
swap 函数：用于交换两个整数的值。这是一个辅助函数，方便在分区过程中交换元素。
partition 函数：这是快速排序的核心部分。它选择数组的最后一个元素作为基准（pivot），然后将数组分为两部分：一部分所有元素小于或等于基准，另一部分所有元素大于基准。最后，它将基准元素放到正确的位置，并返回该位置的索引。
quicksort 函数：这是递归的快速排序函数。它首先调用 partition 函数来找到基准元素的正确位置，然后递归地对基准左边和右边的子数组进行排序。
printArray 函数：用于打印数组的内容，方便查看排序前后的结果。
main 函数：程序的入口点。定义了一个待排序的数组，调用 quicksort 函数对其进行排序，并打印排序前后的数组。