快速排序(Quick Sort)算法原理及实现_quick sort原理-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/malloc_luo/article/details/107072290

本文介绍了快速排序的原理，通过选择基准值，将数组分为两部分，使得基准值左侧的元素小于右侧的元素。在平均情况下，快速排序的时间复杂度为O(n log n)，最坏情况为O(n^2)。文章还提供了一个C++代码示例来演示排序过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

参考：快速排序
原理：在数列里面找到一个基准值，凡是比这个基准值大的都移动到它前面（假设升序排列），比它大的移动到后面。这样就找到了这个基准值应该在的位置。同理，对基准值左右两侧的数列进行同样处理，直到排序完成。
平均时间复杂度为 $O(n\ log\ n )$ ，在最糟的情况下需要 $O(n^2)$
举例：
在这里插入图片描述
选取6作为基准值，确定6在数列中的位置

用两个指针分别指向左端和右端(left, right)。刚开始，让右端right移动，直到right指向的值小于基准值6，也就是4的位置；而后left移动，直到left指向的值大于6，即10的位置，之后两个值交换
在这里插入图片描述
之后继续按上述规则移动

交换两个值

直到right = left + 1

然后交换基准值和此时left位置的值，这时候基准值的位置就是其在序列中应在的位置

然后对基准值左右两侧的子序列进行同样的操作，直到排序完成。

参考代码

def swap(arr, i, j):
    temp = arr[i]
    arr[i] = arr[j]
    arr[j] = temp


def Quick_Sort(arr, left, right):

    if left > right:
        return
    base = arr[left]
    [left_t, right_t] = [left, right]

    while left_t < right_t:
		#移动右侧指针
        while arr[right_t] >= base and right_t > left_t:
            right_t = right_t - 1
        #移动左侧指针
        while arr[left_t] <= base and right_t > left_t:
            left_t = left_t + 1

        swap(arr, left_t, right_t)

    swap(arr, left, left_t)
    #两侧子序列递归
    Quick_Sort(arr, left, left_t - 1)
    Quick_Sort(arr, right_t + 1, right)

测试

arr = [10, 2, 5, 9, 15, 21, 13, 0, 19, 27, 16]

if __name__ == '__main__':
    Quick_Sort(arr, 0, len(arr) - 1)
    print(arr)

C++

void Quick_sort(int arr[], int left, int right)
{
    int mid = left;

    for (int i = left; i < right; i++)
    {
        if (arr[i] < arr[right])
        {
            std::swap(arr[i], arr[mid]);
            mid ++;
        }
    }
    std::swap(arr[right], arr[mid]);

    if (mid > left + 1)
    {
        Quick_sort(arr, left, mid - 1);
    }

    if (mid < right - 1)
    {
        Quick_sort(arr, mid + 1, right);
    }
}