GO语言实现快排

快速排序(quick sort)号称是二十世纪最伟大的十大算法之一(The Best of the 20th Century: Editors Name Top 10 Algorithms), 但是快速排序也是最不容易实现的排序算法之一 ()。虽然它的原理非常的简单，但实现起来很容易出错。

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是：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。

分治法：将问题分解为若干个规模更小但结构与原问题相似的子问题。递归地解这些子问题，然后将这些子问题的解组合为原问题的解。

利用分治法可将快速排序的分为三步：

• 在数据集之中，选择一个元素作为”基准”（pivot）。
• 所有小于”基准”的元素，都移到”基准”的左边；所有大于”基准”的元素，都移到”基准”的右边。这个操作称为分区 (partition) 操作，分区操作结束后，基准元素所处的位置就是最终排序后它的位置。
• 对”基准”左边和右边的两个子集，不断重复第一步和第二步，直到所有子集只剩下一个元素为止。

快速排序平均时间复杂度为O(n log n),最坏情况为O(n2)，不稳定排序。

快速排序一般实现为原地排序(in-place),因为非原地排序会设计到大量的容器创建和对象复制。

本文实现了两种快速排序，一种是单线程的快速排序,一种是一定数量的goroutine并行的快速排序。

同时也增加了标准库排序算法和timsort算法的比较。

package main
 
import (
    "fmt"
)
 
const MAX = 10 //array size
 
var sortArray = []int{41, 6, 76, 11, 45, 100, 21, 69, 19, 36}
 
func main() {
 
    fmt.Println("before sort:")
    show()
 
    fmt.Println("quick sort:")//the process of quick sort
    quickSort(sortArray, 0, MAX-1)
 
    fmt.Println("after sort:")
    show()
 
}
 
// quickSort
func quickSort(sortArray []int, left, right int) {
 
    if left < right {
        key := sortArray[left]
        i := left
        j := right
 
        for {
            for i+1 < MAX {
                i++
                if key <= sortArray[i] {
                    break
                }
            }
 
            for j-1 >= 0 {
                if key >= sortArray[j] {
                    break
                }
                j--
            }
 
            if i >= j {
                break
            }
 
            swap(i, j)
        }
 
        sortArray[left] = sortArray[j]
        sortArray[j] = key
        show()
 
        quickSort(sortArray, left, j-1)
        quickSort(sortArray, j+1, right)
    }
 
}
 
// Swap the position of a and b
func swap(a, b int) {
    sortArray[a], sortArray[b] = sortArray[b], sortArray[a]
}
 
// foreach
func show() {
    for _, value := range sortArray {
        fmt.Printf("%d\t", value)
    }
    fmt.Println()
}