快速排序

基本思想

通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

实现思路

1、将序列第一个数作为基准数 pivot，将序列分为左右两部分。

2、小于基准数的元素放左边，将大于基准数的元素放右边。

3、设置哨兵j从右往左找一个小于 pivot 的数，哨兵 i 从左往右找一个大于 pivot 的数。

4、交换哨兵 i 和哨兵 j 找到的数，并继续寻找，直到 i 和 j 碰面（相等）。

5、交换pivot和碰面时位置的数，序列已被分为左右两部分。

6、递归左边的部分和右边的部分。

Java实现

// 快速排序
public static void qsort(int[] arr, int left, int right){
		    
    int i, j, pivot, tmp;
		
    if (left > right) return;
		
    i = left;             // 左哨兵
    j = right;            // 右哨兵
    pivot = arr[left];    // 基准数
    while (i != j) {
        // 顺序很重要，先从右向左找，小于基准值的数
        while (arr[j] >= pivot && i < j) j--;
        // 再从左往右找，大于基准值的数
        while (arr[i] <= pivot && i < j) i++;
		
        // 交换两个数在数组中的位置
        if (i < j) {
            tmp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = tmp;
        }
    }
		
    // 最后将哨兵归位
    arr[left] = arr[i];
    arr[i] = pivot;
		
    qsort(arr, left, i - 1);    // 继续处理左边的，是个递归的过程
    qsort(arr, i + 1, right);   // 继续处理右边的，是个递归的过程
		
}

 

Python实现

# 这种排序过程会产生很多空间的浪费实际性能可能很低，但思路清晰
def qsort(array):
    if len(array) < 2:
        return array
    else:
        pivot = array[0] # 此处可改进随机选取基准值，避免极端情况
        less = [i for i in array[1:] if i <= pivot]
        greater = [i for i in array[1:] if i > pivot]
        return qsort(less) + [pivot] + qsort(greater)

图解案例

 

参考阅读

• 《啊哈！算法》
• 《图解算法》