知识点4——快速排序

快速排序是一种不稳定的排序，时间复杂度为O(nlogn)，但在数组近似有序的情况下，时间复杂度会退化成O(n*n)。
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。
算法思路：
1.先从队尾开始向前扫描且当low < high时,如果a[high] >= tmp，则high–；但如果a[high] < tmp,则将high的值赋值给low，即arr[low] = a[high]。同时要转换数组扫描的方式，即需要从队首开始向队尾进行扫描了；
2.同理，当从队首开始向队尾进行扫描时，如果a[low] <= tmp，则low++；但如果a[low] > tmp，则将low位置的值赋值给high位置，即arr[high] = arr[low]，同时将数组扫描方式换为由队尾向队首进行扫描；
3.不断重复1和2，直到low >= high时(其实是low=high)，low或high的位置就是该基准数据在数组中的正确索引位置，返回该索引。
核心代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int __partition(int arr[], int l, int r){

	int tmp = arr[l];
	int low = l;
	int high = r;
	while (low < high) {
		//当队尾的元素大于等于基准数据tmp时,向前挪动high指针
 		while (low < high && arr[high] >= tmp) {
			high--;
		}
		//如果队尾元素小于等于tmp了,需要将其赋值给low
		arr[low] = arr[high];
		//当队首元素小于等于tmp时,向前挪动low指针
		while (low < high && arr[low] <= tmp) {
			low++;
		}
		//当队首元素大于tmp时,需要将其赋值给high
		arr[high] = arr[low];
	}
	//跳出循环时low和high相等,此时的low或high就是tmp的正确索引位置
	//由原理部分可以很清楚的知道此时low位置的值并不是tmp,所以需要将tmp赋值给arr[low]
	arr[low] = tmp;
	return low; //返回tmp的正确位置
}

void __quicksort(int arr[], int l, int r){
	if(l >= r)
		return;

	int p = __partition(arr, l, r);
	__quicksort(arr, l, p - 1);
	__quicksort(arr, p + 1, r);
}

void quicksort(int arr[], int n){
	__quicksort(arr, 0, n - 1);
}

int main(){
	int arr[] = {1,4,7,5,9,6,8,3,2};
	int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	quicksort(arr, length);
	for(int i = 0; i < length; i++)
		cout << arr[i] << " ";
	cout << endl;
	return 0;
}