array和list的排序算法对比（一）：快速排序

一般来说，我们讨论排序都是针对数组结构。数组的特点是：可以很方便地进行随机访问，但是增删元素比较耗时。因此，针对数组的排序，通常会避免元素的增删操作，改为元素交换。同时，常采用二分的方法实现高效排序算法。
链表与数组相反，随机访问非常耗时，但增删元素很简单。因此链表的排序和数组也会有所不同。
这篇博客针对数组和链表的不同，分析了常用排序算法——快速排序在数组和链表中的实现。

注：我们规定排序的语义如下：
sort(begin, end)表示对[begin, end)之间的元素排序，包含begin，但不包含end。

1 数组的快速排序

本文待排序的int数组及排序函数如下：

int num[N];
quick_sort(int *begin, int *end); //begin和end为指向数组元素的指针

快速排序的思路是：以某个元素为切分点，把小于它的元素全部交换到前面，大于它的元素交换到后面，使切分点成为已排序元素，再对切分点前后进一步排序。
以首元素为切分点，代码如下：

void quick_sort(int *begin, int *end){
    /* quick sort */
    if(begin == end) return;
    int *tmp = begin + 1; //扫描位置
    int *partition = begin + 1; //大于等于begin的第一个元素
    while(tmp != end){
        if(*tmp < *begin){
            //当前位置小于切分元素，则应将其与partition处的元素交换，并将partition后移一位
            swap(*partition++, *tmp++);
        }else{
            tmp++;
        }
    }
    partition--;
    swap(*partition, *begin); //begin放在切分点位置
    quick_sort(begin, partition);
    quick_sort(partition + 1, end);
}

快速排序的关键在于切分数组。上述代码中把数组分成4个部分：
1. begin元素
2. (begin, partition)为小