Python基础排序算法之快速排序_基础算法python快速排序-优快云博客

#要点
快速排序基本思想
快速排序算法实现
快速排序代码实现

快速排序基本思想

快速排序由于排序效率在同为O(N*logN)的几种排序方法中效率较高，因此经常被采用，再加上快速排序思想----分治法也确实实用，因此很多软件公司的笔试面试，包括像腾讯，微软等知名IT公司都喜欢考这个，还有大大小的程序方面的考试如软考，考研中也常常出现快速排序的身影。
快速排序是C.R.A.Hoare于1962年提出的一种划分交换排序。它采用了一种分治的策略，通常称其为分治法(Divide-and-ConquerMethod)。

快速排序算法实现

该方法的基本思想是：
1．先从数列中取出一个数作为基准数。
2．分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。
3．再对左右区间重复第二步，直到各区间只有一个数。
在这里插入图片描述
可以理解为挖坑填数+分治法，具体以下面例子做演示：
以一个数组作为示例，取区间第一个数为基准数。

初始时，i = 0; j = 9; X = a[i] = 72
由于已经将a[0]中的数保存到X中，可以理解成在数组a[0]上挖了个坑，可以将其它数据填充到这来。
从j开始向前找一个比X小或等于X的数。当j=8，符合条件，将a[8]挖出再填到上一个坑a[0]中。a[0]=a[8]; i++; 这样一个坑a[0]就被搞定了，但又形成了一个新坑a[8]，这怎么办了？简单，再找数字来填a[8]这个坑。这次从i开始向后找一个大于X的数，当i=3，符合条件，将a[3]挖出再填到上一个坑中a[8]=a[3]; j–;
数组变为：
在这里插入图片描述
i = 3; j = 7; X=72
再重复上面的步骤，先从后向前找，再从前向后找。
从j开始向前找，当j=5，符合条件，将a[5]挖出填到上一个坑中，a[3] = a[5]; i++;
从i开始向后找，当i=5时，由于i==j退出。
此时，i = j = 5，而a[5]刚好又是上次挖的坑，因此将X填入a[5]。
数组变为：
在这里插入图片描述
可以看出a[5]前面的数字都小于它，a[5]后面的数字都大于它。因此再对a[0…4]和a[6…9]这二个子区间重复上述步骤就可以了。

对挖坑填数进行总结
1．i =L; j = R; 将基准数挖出形成第一个坑a[i]。
2．j–由后向前找比它小的数，找到后挖出此数填前一个坑a[i]中。
3．i++由前向后找比它大的数，找到后也挖出此数填到前一个坑a[j]中。
4．再重复执行2，3二步，直到i==j，将基准数填入a[i]中。

代码实现

# arr[] --> 排序数组
# low  --> 起始索引
# high  --> 结束索引

# 完成一轮排序过程
def sub_sort(list_, low, high):
    # 基准数
    x = list_[low]
    while low < high:
        # 如果后面的值大于x且不超出范围
        while list_[high] >= x and high > low:
            high -= 1# 继续向下判断；
        list_[low] = list_[high]# 否则把高位赋值给低位；（挖坑、填坑）
        while list_[low] < x and low < high:
            low += 1# 继续从低位判断；
        list_[high] = list_[low]
    list_[low] = x
    return low


# 快排low第一个数序列号 high最后一个数序列号
def quick(list_, low, high):
    if low < high:
        key = sub_sort(list_, low, high)
        # 递归处理左边的数据
        quick(list_, low, key - 1)
        # 递归处理右边的数据
        quick(list_, key + 1, high)
        
# 测试        
list1 = [2, 64, 23, 5, 7, 22, 34, 12]
quick(list1, 0, len(list1) - 1)
print(list1)