Python 实现快速排序算法

最新推荐文章于 2025-10-18 22:52:03 发布

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本文详细介绍了快速排序算法的工作原理及其实现过程。通过选取基准值进行分区操作，递归地将数组分为两部分并分别排序，最终实现整个数组的排序。文章提供了Python实现代码，并展示了排序前后数组的变化。

快速排序(Quick sort)

快速排序（Quick sort），又称划分交换排序

快速排序算法如下:
- 从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot），
- 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。
- 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序
时间复杂度:
- 最优时间复杂度：O(nlogn)
  - 最坏时间复杂度：O(n2)
  - 稳定性：不稳定
- 代码实现如下:

#!/usr/bin/python
# coding=utf-8
def quick_sort(a_list, start, end):
    """快速排序"""
    if start >= end:
        return
    # 定义一个基准
    mid = a_list[start]
    left = start
    right = end

    # 如果left与right未重合, left就向中间(右)移动
    while left < right:
        while left < right and a_list[right] >= mid:
            right -= 1
        a_list[left] = a_list[right]
        while left < right and a_list[left] < mid:
            left += 1
        a_list[right] = a_list[left]
    # 从循环退出后, left与right相遇, 即 left==right
    a_list[left] = mid

    # 用递归对左边部分执行快速排序
    quick_sort(a_list, start, left-1)

    # 用递归对右边部分执行快速排序
    quick_sort(a_list, left+1, end)


if __name__ == '__main__':
    li = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
    print(li)
    quick_sort(li, 0, len(li)-1)
    print(li)


# 输出结果:
排序前: [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
排序后: [17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93]