快速排序算法

快速排序

1.概念和图解

1.1 概念简介

快速排序也称为分区交换排序，是对冒泡排序的改进。在快速排序中，通过分区间的一次每次交换能消除一个逆序。

1.2 算法思路

1. 首先先选出一个中心轴（pivot）,一般默认选择最左边的数，经过一次排序交换后，中心轴会将数分成两个子序，左边的数小于等于（升序时）中心轴，右边的数大于等于中心轴。
2. 经过一次排序后，中心轴才会将数分成两边，然后再对两边的子序在进行排序交换，而后会发现可能子序还可能分成两个子序，我们重复的进行排序交换，到最后我们会发现，数已经排序好了。思路没有将具体的交换方式，下面例子会讲清楚， 这里只是能让你有一个简单了解。

1.3 例子图解

例子：用快速排序（升序）4, 2, 5, 88, 4,1

首先介绍一下第一轮排序交换发生了什么

2. 代码实现

/**
 * @Author: lwj
 * @Date: 2022-06-04 21:52:25
 * @Description:快速排序
 * @FilePath: /Linux_C_C-plus-plus/数据结构与算法（C++）/算法/排序算法/Quick_sort.cpp
 **/
#include <iostream>

template <typename Type>
void print(const Type &arr, int size) //打印数组
{
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}
//一趟快速排序，就是上面图的代码
template <typename Type>
int partition(Type arr[], int low, int high) //快速排序
{
    Type tmp = arr[low]; //
    while (low != high)
    {
        while (low < high && tmp <= arr[high]) //先从右边开始移动
        {
            high--;
        }
        if (low < high) //如果还没相等，数值移动
        {
            arr[low] = arr[high];
            low++;
        }
        while (low < high && tmp >= arr[low]) //在右边移动一个，轮到左边移动一个
        {
            low++;
        }
        if (low < high)
        {
            arr[high] = arr[low];
            high--;
        }
    }
    arr[low] = tmp; //把中心抽放到分界处
    return low;     //返回中心轴
}
//递归快速排序，对子序分别再进行上图的操作
template <typename Type>
void quickSort(Type arr[], int low, int high)
{
    int pivot; //中心轴位置
    if (low >= high)
    {
        return;
    }
    pivot = partition(arr, low, high);
    quickSort(arr, low, pivot - 1);  //中心轴左边
    quickSort(arr, pivot + 1, high); //中心轴右边
}
//快速排序的接口
template <typename Type>
void quickSort(Type arr[], int size)
{
    quickSort(arr, 0, size - 1);
}
int main()
{
    int arr[] = {4, 2, 5, 88, 4,1};
    int count = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    quickSort(arr, count);
    print(arr, count);
    return 0;
}

3. 总结

就平均时间来说，快速排序是目前最好的内部排序算法，快速排序适用于记录较多且基本无序的情况下。因为排序过程中存在大胯度的的数据移动，所以快速排序以一种不稳定的排序方法。